变速磨削及倒谱分析

一、前言磨削加工是精加工的主要手段之一。在加工中,常常会发生强烈的振动,通常称为颤振。颤振会给加工质量带来严重的问题,降低表面光洁度、加工精度,对机床寿命也带来不利影响。因此,研究颤振对于提高生产率、加工质量具有十分重要的意义。许多学者的研究指出,变速磨削能够有效地抑制颤振,但对这种作用的理论解释却很少。作者从振动调制的观点提出了下面的观点:振动调制是磨削颤振发展的重要因素,变速磨削有效地改善了颤振的调制状态,从而抑制了颤振的发展。作者在上海机床厂生产的M1420型磨床上作外圆切入磨的变速磨削试验,实验结果证实了理论分析的结论。     

清除磨削颤振的新方法——变速磨削

<正> 在磨削加工中,常常会出现颤振现象,使得被加工工件的表面粗糙度增大,加工精度降低,给机床带来不利影响。因此,在现有的机床水平条件下,如何从工艺角度来抑制和消除磨削颤振,是一个很重要的问题。在此,介绍一种消除磨削颤振的新的工艺方法——变速磨削。磨削颤振是以再生型为主要形式,即由前一次磨削因颤振在已加工表面下残留的波     

清除磨削颤振的新方法——变速磨削

在磨削加工中,常常会出现颤振现象,使得被加工工件的表面粗糙度增大,加工精度降低,给机床带来不利影响。因此,在现有的机床水平条件下,如何从工艺角度来抑制和消除磨削颤振,是一个很重要的问题。在此,介绍一种消除磨削颤振的新的工艺方法——变速磨削。磨削颤振是以再生型为主要形式,即由前一次磨削因颤振在已加工表面下残留的波纹,引起下一次磨削过程中产生使固有振动持续下去的滞后交变磨削力。当工件速度保     

高速磨削下变速磨削的抑振效果分析

磨削颤振问题，一直影响着磨削加工精度和表面质量。在湖南大学“三高磨削”——高速、高效、高光洁度(低粗糙度)磨削研究的基础上，本文将“用变速切削抑制再生颤振”的原理引入高速磨削领域，并采用振幅比作为评价指标，揭示了变速磨削颤振的抑制效果。     

磨削加工颤振稳定性研究综述

在磨削难加工材料制成或具有薄壁、大长径比、复杂曲面结构的零部件时,磨削系统颤振会直接影响零部件表面加工质量和轮廓精度,从而影响使用寿命。但是目前对磨削颤振系统产生机理,稳定性模型建立与分析的研究仍有不足。深入开展磨削加工过程中颤振稳定性研究对于提升加工质量、保障磨削系统稳定运行具有重要意义。围绕磨削颤振机理、磨削稳定性建模与求解方法和应用进行综述,首先分析磨削系统稳定性的主要影响因素,深入讨论颤振的成因和磨削系统动力学建模进展;然后,从频域、时域、实验等方面重点分析磨削稳定性模型的求解方法,比较并归纳各种求解方法的过程原理、研究现状与优缺点;最后总结稳定性分析应用方法与现状,并对磨削加工颤振稳定性研究未来的发展方向进行展望。     

基于EMD复杂度与鉴别信息的磨削颤振预测

为避免磨削加工中出现颤振,提出一种基于经验模式分解(empiracal mode decomposition,简称EMD)复杂度与鉴别信息的颤振预测方法。采用经验模式分解对磨削加工中滤波后的振动信号进行分解,获得振动信号的本征特征函数;采用L-Z复杂度指标对本征特征函数进行复杂度分析,获得磨削颤振特征值;采用鉴别信息对复杂度变化进行量化,通过鉴别信息对磨削加工颤振进行预测。在外圆磨床实验平台对该方法的有效性进行了验证,分别采用变工件转速、变砂轮转速和变磨削厚度3种加工方式逼近颤振状态。分析结果表明,当磨削加工趋于颤振时对应的鉴别信息值增大。实验结果通过鉴别信息的大小可以对磨削加工中的颤振进行预测。     

非线性磨削中颤振抑制的研究

在磨削加工过程中,颤振的发生通常使得工件表面出现振纹,严重降低工件的表面质量,而且加剧机床的磨损,缩短砂轮的使用寿命,因此,抑制磨削加工中的颤振具有重要意义。通过将Duffing振子考虑为砂轮的结构非线性项,建立了2自由度非线性磨削动力学模型。首先,采用数值仿真的方法,做出了磨削系统的稳态图和分岔图,研究了磨削工艺参数对磨削稳定性的影响;之后,为了抑制磨削颤振,采用主动控制策略来降低系统的振幅,仿真结果表明,主动控制策略很好地抑制了颤振,从而极大地提高了磨削工件的表面质量。     

外圆磨削颤振通用模型及稳定性研究

为有效解决外圆磨削微颤振问题,提高外圆磨削产品加工质量,基于再生颤振理论建立了一种外圆磨削动力学通用模型,该通用模型引入与砂轮宽度相关的重叠因子,充分考虑工件与砂轮的再生颤振关系,可通用于外圆纵向磨削和外圆切入式磨削;运用牛顿迭代法对带有时滞的超越方程进行数值求解,并结合高斯消元法提升迭代收敛速度,利用延拓算法连续提供有效初始值,提高迭代结果的准确性,可获得准确的磨削稳定性边界。以复杂切入式磨削进行磨削颤振数值模拟计算和实验研究,实验结果表明该通用模型可有效应用于外圆切入磨削颤振过程,通过该模型选择的磨削加工参数可有效避免磨削微振纹现象,可有效提高外圆磨削加工质量和加工效率。     

怎样合理有效地抑制磨削颤振

磨削颤振是在磨削过程中产生的,因振动所需的能量来自磨削过程,是一种自激振动。它严重地影响着磨制的稳定性。磨削过程的自激振动可以用图1来表示。这是一个闭环系统:磨削深度的变化通过磨谢过程引起磨削力的变化却,而却又通过机床的弹性系统变成砂轮与工件间的相对位移议如此循环。如果加」沏,则振动振幅将维持或扩大,就产生自激振动。磨别加工经常遇到的颤振主要是由再生效应引起的颤振,它与切削时再生效应引起的颤振原理相似,但磨削时,砂轮与工件之间的相对运动,不仅使工件表面形…     

切入式外圆磨削接触刚度与固有频率研究

基于外圆切入磨削系统动力学简化模型,对磨削材料去除率模型的时间常数进行研究,提出了切入式外圆磨削接触刚度的有效测量方法,并建立了磨削接触刚度与系统固有频率的关系模型。通过大量磨削实验,验证了不同磨削工艺参数与接触刚度、系统固有频率及颤振频率的变化规律。研究结果为后续避免或抑制磨削颤振以及磨削工艺参数优化研究提供了实验基础和理论依据。     

切入式无心外圆磨再生型磨削颤振的动态特性分析

对引起无心磨砂轮表面再生磨削颤振的原因进行了分析,基于再生颤振机理,建立了无心磨砂轮表面再生磨削颤振的动力学模型,并通过拉氏变换和经典控制理论建立了砂轮表面再生磨削颤振系统框图.然后通过系统传递函数的特征方程,得到砂轮表面再生磨削颤振系统的稳定性条件.此外,提出了通过比较砂轮的磨损深度与极限磨削深度的方法来判断砂轮表面是否会发生再生磨削颤振,从而为优化无心磨工艺参数,提高加工精度提供了理论基础.     

抑制高速磨削颤振实验研究

系统研究高速磨削下的变速磨削试验,阐述提高高速磨削表面质量的方法,证实变速磨削能在一定程度上抑制高速磨削颤振。     

无心磨削循环的优化

一、引言精密磨削加工的质量和效率,在很大程度上取决于选择恰当的磨削循环参数。旨在提高磨削精度和加工效率,且已付诸实施的优化磨削循环方法有两种基本类型：①控制法向磨削力（或功率）磨削;②控制切人进给量（或磨除率）磨削。普遍采用的磨削循环代化程序是：在保证工件表面质量要求的前提下,缩短循环时间（或加工成本）。在实践中,这种优化程序可能有附加的加工约束,例如：磨削力（或功率）限制,发热限制,以及自缴或强制颤振等。原则上,这些优化方法仍适用于无心磨削循环的优化。在无心磨削加工中实施上述优化方法的难题在于…     

利用再生谱方法预测磨削颤振稳定性

一、前言磨削过程中的自激振动直接影响到磨削加工的生产效率和工件的表面质量,判别和预测磨削颤振是防治颤振的前提。这个问题一直是理论研究和生产实际中的重要课题。于1954年Hahn对内圆磨削提出一种利用等效阻尼作为颤振判据的方法以后,不少学者对此进行了研究,提出各种条件下的判据。     

M7475B型磨床工艺参数对加工稳定性影响的研究

本文根据M7475B型磨床磨削过程的特点,建立了磨削过程的稳定性条件,分析了机床的工艺参数对加工过程颤振的影响,理论和试验都表明,该方法对磨削过程避免颤振加工具有一定的指导意义。     

超硬陶瓷涂层精密磨削振动的试验研究

磨削振动会影响工件表面质量,降低砂轮的耐用度,缩短磨床的使用寿命,危害操作者健康.因此,有关磨削振动的产生机理、影响因素和抑制方法等一直是机械加工行业的热门研究课题.WC-Co涂层具有耐高温、硬度高、耐磨性好以及抗腐蚀等优点,逐渐在工业领域得到广泛的应用.与此同时,卓越的材料性能使得WC-Co涂层成为一种难加工材料.鉴于目前还未见到从磨削振动角度对WC-Co涂层精密磨削过程进行研究的现状,进行磨削试验研究、对磨削振动信号进行采集,并从时域和频域上进行分析.试验结果表明,在所选取工艺参数条件下没有产生磨削颤振,保证了加工的稳定性.     

变速磨削的试验研究

本文介绍外圆切入变速磨削抑制颤振的试验研究结果。试验包括砂轮变速、工件变速、砂轮与工件同时变速等各种方式。在每种变速条件下,还有不同的变速波形、幅度和频率的组合。通过这些试验,比较全面、系统地反映了变速磨削抑制颤振的效果。     

平面磨削颤振试验研究

首先,通过平面磨削过程动力学模型,对平面磨削颤振的发生和发展进行分析。然后,设计平面磨削颤振的试验方案,获得磨削颤振和磨削表面波纹度的试验结果,进而研究不同的磨削条件对磨削颤振和磨削表面波纹度的影响,得到与理论分析一致的结果。最后,给出磨削颤振和磨削表面波纹度之间的相互关系,研究表明,在平面磨削过程中,磨削深度是影响磨削颤振和磨削表面波纹度的主导因素;在较大的磨削深度条件下,磨削颤振的幅值和磨削表面的波纹度幅值随着工件速度的增加有显著增大的趋势。     

智能车床的颤振实时辨识与在线抑制系统研究

颤振是切削加工中的一种不稳定现象,它会对生产效率、加工表面和机床零部件造成恶劣的影响。因此,在加工过程中避免颤振的发生具有非常重要的意义。提出一种颤振的实时辨识与在线抑制系统,在不额外加装驱动部件的情况下,实现数控机床上加工颤振的智能抑制。该加工颤振智能抑振系统包括三部分:第一,以加权小波包熵作为特征实时地监测车削加工过程,并在颤振开始孕育时就将其辨识出来;第二,一旦检测到颤振,采用基于尺度因子的插值傅里叶算法,将颤振频率实时估计出来;第三,根据颤振频率,计算出主轴转速扰动的幅值和频率,使主轴转速按照指定的幅值和频率周期性变化,及时地将颤振抑制在其孕育阶段。通过薄壁圆盘端面车削试验对该系统进行验证,结果表明,所提颤振实时辨识与在线抑制系统能在颤振的孕育阶段,成功地将颤振检测出来,并及时进行抑制,实现了智能化的颤振抑制。     

磨削颤振特性研究进展

首先阐述了磨削加工过程中的颤振会导致工件尺寸误差、形位误差、表面粗糙度和波纹度等指标的恶化,直接影响了工件加工精度和表面质量;接下来系统地介绍了现有的、比较有代表性的磨削颤振机理研究技术;最后对磨削颤振特性研究技术的发展前景进行了展望,指出了该研究领域当前需要进一步研究的问题和发展趋势,为今后的研究提供参考。