基于电流变效应的车削颤振预报控制技术的研究

将电流变减振技术引入机床切削系统,研制了车床横刀架电流变液减振器。通过流变学动态模量测试方法,求得了该系统的附加阻尼和附加刚度,并对该系统振动响应特性进行了理论分析。研制开发了基于电流变效应的车削颤振预报控制系统。预报控制试验结果表明,利用该系统可以对机床切削颤振实施有效的预报控制。     

融合颤振控制的恒功率约束自适应加工方法研究

针对切削颤振降低恒功率约束自适应加工过程效率的问题,研究了融合颤振控制的恒功率约束自适应加工方法。通过切削试验分析了颤振对机床主轴功率的影响,给出了控制恒功率约束自适应加工过程中颤振的必要性。基于模糊理论开发了模糊控制器,通过调整主轴进给实现了切削过程的恒功率约束。基于变转速抑制切削颤振理论调整机床主轴转速,实现了颤振抑制。以加工效率为目标制定了机床主轴进给和转速的调整原则,实现了融合颤振控制的恒功率约束自适应加工。通过切削实验验证了研究结果的有效性。     

切削颤振研究的关键技术与进展综述

切削颤振是金属切削加工过程中的一种非常复杂的机械振动现象,影响零件加工质量并限制生产率提高.颤振产生的原因和发生、发展规律与切削过程本身以及切削机床动态特性都有着内在的本质联系,长久以来被众多研究者关注.本文就切削颤振在颤振机理、建模、稳定性分析、颤振识别预报以及颤振控制领域的国内外研究成果进行了详细介绍,讨论和分析了...     

基于颤振预报和预测的稳定性控制理论及方法研究

针对由颤振预测控制策略指导的稳定切削控制方法实时动态调整能力差的缺点,综合颤振预报、预测理论,进行了稳定性在线寻优控制理论及方法的研究。基于刀具—工件系统铣削再生颤振动力学模型,研究了考虑系统结构参数(刀具、工件装夹刚度)和加工参数(切削加工参数优化选择)的切削稳定性评价方法,提出了以扩大稳定性区域和稳定最大材料切除率为控制目标的机床稳定性控制方法。形成了以"预报—控制—效果评估—再控制"为步骤的在线监测、智能诊断和实时控制的集成一体化策略。设计并实施了稳定性控制理论验证实验,获得了与理论分析一致的结论。     

再生型机床切削颤振系统稳定性极限预测

机床切削加工一般都是在有振纹的表面上进行的,由振纹再生效应引发的再生型切削颤振是机床切削颤振的主要形态.本文推导了再生型切削颤振系统极限切削宽度随机床主轴转速变化的理论计算公式,提出了机床切削系统稳定性极限预测方法,并就试验系统的切削稳定性极限进行了预测,实测结果表明,试验结果与预测结果基本相符.     

切削颤振的预报控制

讨论了切削颤振征兆的早期识别和切削振动的实时控制。通过实际考究切削过程从稳定状态向不稳定状态过渡过程中机床切削系统的振动响应特征，提出了振动波形不规则系数θ和似然比检测统计量ｚｙ（ω）２种颤振征兆预报参数。     

基于切削噪声测试的数控加工颤振识别系统

通过对机床切削过程中产生的噪声进行测量和分析,采用时域与频域相结合的方法判断机床是否产生切削颤振.采用虚拟仪器的思想,开发了"基于切削噪声测试的数控加工颤振识别系统".系统硬件部分采用普通麦克风与计算机声卡进行切削噪声信号的采集;软件部分分为:信号采集,信号分析以及噪声回放三个模块.实验证明,该系统测试方法简单,判断结果准确.     

金属切削过程颤振控制技术的研究进展

综述金属加工过程中颤振控制的研究概况和进展。根据颤振发生的原因和特点,把对于颤振的控制策略分为对于机床结构的控制和对于切削过程的控制,对于机床结构的控制又进一步分为被动控制、半主动控制和主动控制,总结归纳了前人的研究成果,梳理当前的研究进展。切削颤振控制技术在理论方面受到的制约仍然存在,一些新的技术和新的材料的出现促进颤振控制研究的快速发展,但同时它们本身的发展还面临的一些亟待突破的问题,对这些问题进行分析。随着智能材料和新的控制理论和思想的发展,除传统的控制方法不断得到改进和发展之外,基于智能材料的各种智能控制技术、时滞控制器,以及针对切削过程的非线性、时变性的模糊控制,神经网络等智能控制算法的应用等一些新的控制方法和趋势逐渐也出现在颤振控制的研究中,对它们的研究状况进行分析和展望。最后对切削颤振控制技术发展的总体状况进行评述。     

评定机床颤振稳定性的新方法

本文考虑了进行机床动态试验时切削宽度连续变化这一时变因素对机床颤振稳定性的影响。由于切削宽度的连续变化,给切削过程引入了新的反馈因素,从而影响机床颤振稳定性。稳定性条件不仅与机床结构有效动柔度的实部有关,而且与相应的虚部及结构主振频率有关。因而传统理论不再适合做为评定机床动态性能的理论依据。本理论给出的稳定性条件,包含了切削工艺参数、工件材料及形状、机床结构动力学参数对机床颤振稳定性的影响,更符合实际地描述了颤振建立的客观条件,是建立新的机床动态性能评价指标的可靠理论基础。     

基于均方频率与EMD的切削颤振特征提取方法

颤振对机床加工稳定性影响极大,严重制约机床加工效果和效率。为实现切削颤振的在线监测与预报,提出了一种基于均方频率与经验模态分解的颤振特征提取方法。通过对切削力信号进行频域分析,计算小波包颤振特征频带的均方频率占比系数作为特征T_1;通过计算IMF分量与原信号的相关性,选择相关性强的IMF并计算能量熵作为特征T_2。研究结果表明,该两种方法都能够有效识别颤振。T_1总体变化率较小,达到20%,但能够更快地实现颤振早期预警。T_2在早期预警上略有不足,但其总体变化率较大,接近80%,能实现准确报警,与T_1形成有效的互补,实现对切削颤振的预报警。