基于隐Markov的机床切削颤振趋势预报软件的开发研究

为了准确地预报机床切削颤振趋势,在机床切削颤振趋势预报的理论和方法的基础上,开发了基于隐Markov的机床切削颤振趋势预报软件.介绍了软件系统的开发环境、应用工具以及采用VC++与Matlab语言混合编程的接口实现方法,同时也阐述了整个软件系统的组成和基本功能.实际应用证明,该软件具有一定的理论价值和较强的实用性.     

切削加工颤振智能监控技术

切削加工颤振智能监控技术是智能机床中不可或缺的一部分,是智能加工的一个重要发展方向。它对于提高零件的加工精度与效率,增加企业的运营绩效具有重要的意义。以传感器的选择、特征提取、颤振识别和颤振抑制为主线,系统的综述了切削加工过程中颤振智能监控的研究进展。分析颤振信号的选择和时域、频域、时频域以及特征自适应智能提取的特征提取方法;分析神经网络、支持向量机、隐马尔科夫模型、混合模型和在线智能进化模型在颤振识别中的应用;着重分析基于主轴转速调整的颤振智能控制方法。在此基础上,对切削加工颤振智能监控的研究难点进行了分析,并总结了目前存在的问题。最后,对切削加工颤振智能监控技术今后的发展趋势进行了展望。     

浅谈机械加工中切削加工及切削颤振

切削加工的好坏直接影响着机械产品的质量,切削加工中产生的颤振是引起机械产品不合格的重要影响因素。本文首先简单介绍了切削加工在机械生产中的作用以及切削刀具的重要性,同时针对在切削加工中颤振产生的原因与危害进行分析讨论,最后提出了一些降低颤振产生的控制措施,从而提高机械产品的加工质量和生产效率。     

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.     

金属切削加工的颤振及避振分析

针对规避切削颤振问题,应用相对切削速度概念,提出了速度型动态切削力表达式以及车削或镗削的振动力学模型。通过对速度型动态切削力分析,解释了切削颤振产生的机理,给出了颤振发生的必要和充分条件。同时指出,在较大的切削速度范围内,存在一个或两个相对稳定的切削速度区域。如果公称切削速度处于该稳定区域,即使背吃刀量较大,系统也不易发生颤振。这种相对稳定的切削速度区域是可以预估的,文中给出了预估公式及预估方法,并由实验分析验证。依据能量原理提出的极限背吃刀量指标是预防颤振发生的有效预估指标,极限背吃刀量的表达式也解释了变速切削技术抑制颤振的原理。     

基于变切削参数条件下的数控铣削振动控制实验研究

通过观察分析机床床身、工件表面及在机床切削点测得的振动信号,分析了数控铣削中的颤振现象.颤振随主轴转速S、进给速度Vf的增大,切削深度ap的减小而不易发生.实验结论为选择切削用量,减小切削振动指出了方向.     

切削颤振分析与模糊控制实验研究

切削颤振是影响金属切削加工生产率和加工质量的重要因素。建立了金属切削过程的二维颤振数学模型;对颤振的稳定性进行了线性分析和非线性分析;并以颤振位移作为反馈变量,建立了基于二维模糊控制器的颤振控制系统。实验结果表明,该分析与控制对降低加工表面粗糙度具有重要意义。     

CNC铣床切削颤振的动态性能试验分析

以一台大型数控内齿铣齿机为研究对象,结合切削颤振稳定性极限理论与动力学试验,测量机床刀具和工件间相对激振的频率响应曲线,并进行试验模态分析以及切削试验,得出机床振动的各个频率与振型.经对比,找出切削颤振的主振频率.     

金属切削颤振机理及其控制研究的新进展

对金属切削颤振控制的研究新进展进行了详细的概述，在归纳和分析切削颤振控制研究现状的基础上，对控制颤振存在的若干问题进行了分析与讨论，提出未来的主要研究方向是：将混沌控制等现代控制理论引入颤振控制，研制出实用智能化的传感器、控制器，实现对金属切削颤振的实时性、精确性控制。     

通过声音信号判断切削颤振的试验研究

通过建立高速铣削试验台获取高速铣削声音信号,并对数据进行分析,发现切削过程声音信号的幅频域特性与其稳定性有着紧密的联系.该试验为利用声音信号判断切削颤振提供了事实依据,并为切削颤振控制打下了试验基础.     

一种基于振动信号处理的颤振预报方案研究

针对切削过程中产生的颤振现象,通过对机床的在线监测,将采样出的振动加速度信号进行数据处理,提出一种以方差和互相关系数作为综合判据的方法来判别颤振是否发生,并在MATLAB环境下仿真证明该方法的可行性。     

CONTINUITY AND BREAK OF CHATTER VIBRATION STATUS

By turning a specifically designed conical part, complete process of metal cutting, in which the chatter occurs and expands, is recorded and analyzed. This process exposes that chatter vibration has two characters called continuity and break. The continuity character means that vibration extent enlarges continuously while chatter frequency is almost changeless as the cutting depth extends downwards continuously. The break one is that chatter frequency moves rapidly downwards to a lower level while chatter remains after the cutting depth reach another given value. It is confirmed through an exciting test that the two chatter frequencies obtained in chatter test belong to the natural frequencies of workpiece system and cutting tool system respectively. From the viewpoints of chatter energy supplying and chatter mass effect, the. chatter should occur on one of the two final executive components in its natural frequency. On this basis, a new chatter model with two chatter active bodies is proposed. This new model can better explain the above phenomenon, and adapt to chatter monitoring and improvement of component structure well.     

数控强力切削中伺服系统对极限切削宽度的影响

针对数控强力切削中颤振问题,建立了包含切削过程颤振环节的数控强力切削伺服系统数学模型。对模型的理论分析、计算机仿真及正交试验验证表明:增大位置环增益KPP可以提高机床快速跟踪性能,减小速度环积分时间常数τs能迅速消除系统静差,但极限切削宽度blim会随之而下降;过大或过小的速度环增益KPS都会导致blim下;优化调节伺服系统KPP,τs和KPS可提高系统的动、静态特性及blim。正交实验优化伺服系统参数方法简单可行,能有效地提高切削系统稳定性和极限切削宽度,适用于重型机床的数控强力切削。     

Integration of cutting force control and chatter suppression control into automatic cutting feed adjustment system design

Abstract

This study designed an automatic cutting feed adjustment system for computer numerical control (CNC) turning machine tools, which integrate the operational characteristics of cutting force control and chatter suppression control to shorten the machining time and maintain the quality of workpieces. The setting of appropriate machining conditions (such as cutting feed, spindle speed and depth of cut) to consider both machining quality and efficiency often causes difficulties for machine tool operators. Therefore, this study uses cutting force control to design an automatic cutting feed adjustment method for cutting tools, and then, the chatter suppression control design is used to modify the cutting force command to suppress cutting chatter. The experimental results of the CNC turning machine tool show that the use of the cutting force control to adjust the cutting feed can shorten the machining time; however, the cutting chatter results in larger surface waviness on the workpiece surface. When the cutting force command is properly modified by actuating the chatter suppression control, the workpiece shows better surface roughness with prolonged machining time. Therefore, the cutting tests demonstrate that the proposed system is feasible for satisfying the machining requirements of the manufacturing processes of mechanical parts for high speed and high accuracy.     

FUZZY STABILITY ANALYSIS OF MODE COUPLING CHATTER ON CUTTING PROCESS

ＦＵＺＺＹＳＴＡＢＩＬＩＴＹＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＭＯＤＥＣＯＵＰＬＩＮＧＣＨＡＴＴＥＲＯＮＣＵＴＴＩＮＧＰＲＯＣＥＳＳＫｏｎｇＦａｎｓｅｎＹｕＪｕｎｙｉＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ,ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ...     

一种通过变进给量保证切削平稳的加工方法

简要介绍了常见加工过程中引起切削颤振的现象和原因,并以飞刀加工汽车同步器齿套滑块槽为例,分析了导致此种切削颤振的原因,并建立了切削力数学模型;通过改变进给量及切削速度的方法改善了切削振动,提高了生产质量。     

再生型切削颤振稳定性极限的图解法

分析了再生型切削颤振的稳定性极限,并提出一种简单的确定稳定性曲线的图解法,这种图解法对于分析系统的稳定性更具有直观性,并为抑制再生型切削颤提供了理论依据。