切削颤振的预报控制

本文主要讨论切削颤振的预报方法和控制方案。在研究过渡切削过程各个动态切削参数变化规律的基础上,本文提出以特征系数M 作为预报参数,M=H_1~2·σ_F~2/σ_α~2。当M 值超过了设定的控制门限值后,微机预报系统即向控制系统发出控制信号。本文采用一种特种形式的变速控制系统控制颤振。试验在普通车床上进行。     

切削颤振的相位特性研究

基于切削颤振动力学模型，分析了切]削颤振的相位特性－工件前后两转切削颤振信号间相位差在颤振建立过程中的变化特征。结果表明，随着颤振的产生，该相位差由无序状态逐渐过渡到相对稳定的状态，并且相位差在颤振产生初期就已经相对稳定。同时对相位差的在线测试方法也进行了深入的研究。结果表明，利用等工件转角间隔采样通过互功率谱密度方法可以实现相位差的精确在线测试。最后对切削颤振的相位特性进行了试验考证。     

在线自寻优控制机床主轴转速的研究

以机床主轴前后两转切削振动的相位差ψ为寻优参数，对机床主轴转速进行在线自寻优控制，使切削过程总能在稳定区进行。试验结果表明，本文提出的在线自寻优控制机床主轴转速的方法对切削颤振有很好的控制作用，具有良好的生产应用前景。     

滞后型切削颤振诊断技术的研究

着重讨论了滞后型切削颤振的诊断原理和诊断方法。理论分析和试验结果证明，滞后型切削颤振系统的稳定性和切削力信号Ｆｙ（ｔ）相对于振动加速度信号ｙ（ｔ）的相位差ρ存在某种一一对应的关系。因此，可以通过测量切削过程中切削力信号Ｆｙ（ｔ）相对于振动加速度信号ｙ（ｔ）的相位差ρ的大小来诊断生产现场中发生的颤振是否属于滞后型颤振。试验在普通车床上进行。     

对再生型切削颤振模型的试验分析

一个专门设计的切削颤振试验揭示了颤振发生和发展的全过程.在连续增加切深的条件下,颤振会在一个特定的切深下突然发生,其特征是某一频率上的振幅突然大幅度增加;切深继续加大,振幅也继续增大但颤振频率几乎不变;最后,颤振频率向下漂移并保持颤振.随后进行的激振试验,确认了本次颤振试验中出现的两个颤振频率分别属于工件系统和刀具系统.从颤振能量补充和质量效应的角度分析,颤振应发生于两个最终执行部件之一的固有频率上.以此为基础建立了一个具有两个颤振主动体的颤振模型,新的模型可以用来合理解释本试验的现象,也更适合颤振监测和抗颤振结构改良的需要.     

细长轴切削颤振的稳定性分析和实验研究

为了对细长轴的加工颤振进行稳定性研究,在对细长轴切削颤振机理的研究基础上,建立了刀具和细长轴耦合振动的两自由度系统的再生型颤振分析模型。利用解析法对时滞的动力学方程进行稳定性分析,得出了关于切削宽度和转速的稳定性切削极限图。从结果中可以得出两自由度系统的极限切削宽度比单自由度系统减小了28.6%。该成果可以为柔性零件的高效稳定加工提供理论切削参数。在车铣复合中心上进行了细长轴的切削颤振实验,通过与稳定性极限图的对比,发现实验结果与理论研究相吻合,并且总结出颤振发生前后刀具和细长轴的振动特性变化规律。这种振动特征的变化过程是对加工颤振进行监测和预警的重要识别指标     

高速车铣加工三维颤振的稳定性分析与试验研究

针对立铣刀高速车铣加工,基于其切削原理采用解析法建立三维颤振稳定域的理论模型。在立铣刀四轴车铣加工模态试验基础上,仿真分析了颤振稳定域叶瓣图,结果表明立铣刀高速车铣加工产生颤振的条件与铣刀几何形状、工件材料、铣刀转速、切削深度和机床结构的频率响应函数等密切相关。在进行车铣切削颤振稳定域试验时,其切削力频谱分析的结果表明:当刀齿切入频率起主导作用时,切削过程是无颤振和稳定的;当系统模态频率起主导作用时,将产生颤振并测得切削力和表面粗糙度值都大于或高于无颤振情况。因此该理论模型及仿真结果对立铣刀车铣加工零件的加工效率和加工精度可提供相应的理论指导。     

切削颤振过渡过程的特征抽取

本文首先就如何选取切削颤振过渡过程的特征信号进行评述，然后分析了过渡过程中动态切力信号的概率密度变化特征，为准确地对切削颤振进行在线监测提供了一条新途径。     

用切削力的频数差对切削颤振进行早期预报

本文提出一种预报切削颤振的新方法,它利用切削力在幅值域内的频数差作预报参数,可以在颤振孕育过程的初期进行预报,预报的及时性好,它对切削过程中力的随机波动不敏感,且切削条件变化对控制门限值无影响,预报的准确性高。     

基于似然比检验原理的机床切削颤振早期监测

根据似然比检验原理提出了一种新的机床切削颤振监测统计量，能识别切削过程中产生的信噪比为０．１５的微弱振动成份。文章还就颤振监测工作特性、颤振监测门限值设置等有关问题进行了分析讨论。颤振监测考证试验在一台数控车床上进行。     

时变进给抑制切削颤振的理论分析与实验验证

在分析恒进给加工系统稳定性的基础上，进一步分析了时变进给加工系统的稳定性。计算机模拟结果表明，时变进给切削比单调增大进给切削更能有效地抑制颤振。在一定的条件下，时变进给量变化幅度及变化频率越大，抑振效果越好。在优选条件范围内，时变进给量幅度变化对抑振效果的影响比时变进给量频率变化的要大。不同的时变进给量的变化波形，皆有较好的抑振效果，其中以矩形波的抑振效果最好．实验结果验证了理论分析是成立的。     

颤振状态的模糊识别

利用模糊数学原理构造了实验数据经验分布与颤振信号理论分布的贴近度，探讨了颤振状态的模糊识别问题，并基于Ｃ语言给出一个颤振状态的模糊识别系统。试验考证表明：系统对颤振状态的识别是有效的，也更符合人的思维方式。     

机床切削颤振的非线性理论研究

由于机床结构结合面的动态特性常常表现为迟滞非线性特性,这种特性既包含了非线性刚度,又包含了非线性阻尼,因此,本文利用迟滞非线性建立了一个新的非线性颤振理论模型,利用等效线性化方法克服了解析分析上的困难,确定了该模型稳定性阈的近似解,获得了符合实际的三维稳定性图。通过对该稳定性图的分析,可以合理地分析及解释以往颤振理论所无法解释的种种颤振现象,例如颤振振幅稳定性现象、稳定性阈的分离现象、有限振幅不稳定性现象、微幅颤振现象以及双频颤振现象。     

机床速度型切削颤振的非线性研究

本文建立了由刀架弹性子系统、工件弹性子系统在非线性动态切削力耦合下的多自由度非线性系统的速度型切削颤振理论模型,通过数值模拟显示,此系统存在内共振现象,从而解释了速度型切削颤振发生的振动机理。为解决切削颤振问题提供了一种新的技术途径。     

时变金属切削过程颤振的线性,非线性时序模型

本文首先提出了时变金属切削过程的概念,然后采用对信号分段的AR、SETAR模型描述其时变性.文中对时变切削颤振的AR谱、颤振模态的阻尼率、时变系统的特征根、稳态颤振的极限环四个方面进行了研究,并直接用于第二汽车制造厂关键设备M_x-4车床的振动问题,较好地解释了M_x-4车床颤振的一些特有现象.