杯型砂轮平面磨削的磨削力模型研究

风电叶片的表面处理是其制造过程中的重要步骤。磨削力是影响表面质量、打磨效率和磨削温度的主要因素,目前普通砂轮磨削力在理论和实验上都得到很大的发展。针对基于风电叶片表面处理的杯型砂轮磨削理论模型研究,利用未变形临界磨削深度分析材料的去除方式,提出了一种杯型砂轮高速精磨的磨削机理。通过运动学分析提出了打磨的未变形接触长度,并根据实验测得有效磨粒数推导瞬时打磨深度,利用正态函数得到的活动磨粒数建立了揭示磨削力与输入变量之间关系的磨削力模型。实验结果有力地证明了磨削力模型的正确性。表明了理论力模型可以用于估计磨削力,提高表面质量和打磨效率,对工程实践选择合理的打磨参数具有指导意义。     

内圆磨削HIPSN工程陶瓷磨削力的实验研究

目的研究不同工况下,金刚石砂轮内圆磨削HIPSN陶瓷过程中的磨削力的变化特征;建立HIPSN陶瓷内圆磨削的经验力学公式.方法利用旋转测力仪进行了不同砂轮转速、径向切削深度、以及工件转速对磨削力影响的测试实验.结果HIPSN陶瓷材料磨削力比Fn/Ft=6~11,在硬脆材料中较大,可加工性相对较差.结论通过对建立的HIPSN陶瓷内圆磨削公式的分析可知,与HIPSN陶瓷内圆磨削力关系最大的为砂轮转速,其次是切削深度,工件转速影响最小.通过验证,所提出的公式的平均相对误差在2%以内,对生产实践具有一定借鉴和指导作用.     

磨削理论中的力—热悖论

以哲学思想为指导，通过逻辑论证，说明了如果仅限于数学运算来求解磨削力和磨削温度的精确解，就会出现力－热悖论。该悖论在纯数学系统中是无解的，只有通过迭代计算才能求得力和温度的近似解。     

平面凸轮磨削过程磨削力的适应控制研究

以数控凸轮磨床的磨削过程为研究对象,提出了一种基于神经网络的适应控制方法,并采用MATLAB进行了控制器的设计和磨削加工的仿真验证,结果表明该方法能有效地解决凸轮磨削过程中的磨削力的波动问题,控制器具有良好的动态特性,实现了凸轮磨削过程中恒磨削力控制,进而提高凸轮磨削质量的目的。     

软测量技术及其应用

本文阐述了软测量技术的原理及应用现状,并分析了其现存的问题,同时,对这项技术未来的研究和发展趋势作了展望。     

磨削力磨削温度信号数据采集和处理系统

根据平面磨削力和磨削温度信号的特点,本文研制了可同时自动对磨削力及温度进行在线测量和数据处理的微机数据采集和处理系统。对几种材料的实际磨削过程测量表明,测量简便快速,结果稳定准确,消除了人工繁琐的数据处理和计算。     

三维自由曲面力控制磨削系统

系统以磨削力跟踪控制为基础，实现磨削力和机床双闭环控制。该控制方法实现了不需要数控指令就能自由曲面进行磨削加工，并且在磨削的同时对砂轮摩损自动补偿，保证了加工精度。     

锅炉汽包水位软测量模型研究

针对汽包水位测量对象的复杂性,从基本的物质平衡和能量平衡关系出发,深入分析了汽包水位对象的特性,将汽包水位的变化解析为汽包中饱和水量和饱和汽量综合作用的结果,从而建立了一个300 MW机组自然循环锅炉正常运行时的汽包水位软测量模型。经仿真验证,该模型可以较好地反映汽包水位的变化。     

基于递推PLS的自适应软测量模型及其应用

针对基于批量数据的传统偏最小二乘（PLS）模型无法随生产过程的变化而更新的问题，提出基于块式递推PLS的限定记忆法。新的自适应算法保持定长数据块队列，根据最新采集的数据块更新模型，并按数据块的时间先后运用遗忘因子赋予其相应的可信度，从而确保模型跟踪过程变化。结合实际工业过程的应用要求，给出了方法的实施步骤，并运用该方法建立了气相聚乙烯工业生产过程质量指标的自适应软测量模型。与固定PLS模型相比，该模型能更好地跟踪过程变化，具有更高的预测精度。     

陶瓷磨削力对磨削表面残余应力的影响

主要研究陶瓷磨削力对残余应力和表面性能的影响。     

超声振动铣削运动学及其对切削力的影响

为了改善微细铣削的加工条件,研究了利用超声振动辅助微细铣削对切削力的影响.基于对刀具轨迹的运动学分析,讨论了利用超声振动辅助微细铣削时实现刀具-工件分离的必要参数条件,以2A12为实验工件材料,通过超声振子带动工件沿进给方向进行超声振动,并采用多组参数进行了铣槽实验.实验结果分析表明,采用合理的切削及振动参数配比,进给方向超声振动辅助微细铣削可改变刀具-工件的相对运动方式,实现分离型断续铣削,可获得近似脉冲状切削力并有效减小切削力的均值,选择合理的振幅可明显减小进给方向切削分力峰值.     

基于均匀设计的水下金刚石绳锯磨削力研究

为了实现海底石油管道维修,采用均匀设计方法对水下金刚石绳锯柔性、断续磨削的磨削力进行了试验研究.使用MINITAB软件,建立了主要工艺参数对磨削力的多元线性回归方程,进行了回归分析,求得了绳锯磨削力较为精确的经验公式.进一步探讨了水下金刚石绳锯磨削力工艺规律,为保证绳锯良好的磨削性能和绳锯机参数设计提供了理论依据.     

基于切削建模的螺旋铣孔刀具角度优化

针对钛合金螺旋铣孔过程中的刀具角度优化问题,固定切削参数,通过一系列实验,得到了螺旋角和前角不同的刀具产生的轴向切削力.利用遗传算法,结合Matlab程序对实验数据建立切削力模型,分析了刀具螺旋角和前角对切削力的影响,并对角度参数进行了优化.     

刀具螺旋槽磨削加工及其数控编程

刀具螺旋槽磨削已成为通用的成型方法,需要通用的数控加工程序。本文根据刀具螺旋槽成型的数学模型及磨削方法,详述其数控加工软件的编制步骤。以加工钻头螺旋槽为例,该数控程序已在WALTER五轴CNC联动磨床上运行通过。     

刀具螺旋槽磨削加工及其数控编程

刀具螺旋槽磨削已成为通用的成型方法，需要通用的数控加工程序。本文根据刀具螺旋槽成型的数学模型及磨削方法．详述其数控加工软件的编制步骤。以加工钻头螺旋槽为例．该数控程序已在WALTER五轴CNC联动磨床上运行通过。     

刀具前后角对切削力和切削温度的影响

为研究刀具前、后角的变化对45号钢的正交切削性能的影响,应用有限元方法模拟了切削过程,分析了不同的刀具前、后角分别对切削力和切削温度的影响．仿真结果表明,影响切削力和切削温度的主要因素是刀具前角,刀具后角的影响相对较小．     

机器人打磨自适应变阻抗主动柔顺恒力控制

为解决工业机器人打磨过程中存在复杂时变非线性耦合与不确定性扰动导致机器人柔顺恒力打磨自适应调节能力不足的问题,首先给出了一种可实现沿轴向平移与旋转运动解耦的力控末端执行器,其次设计了一种自抗扰控制器和一种粒子群神经网络变阻抗控制器分别作为内环控制和外环控制,在此基础上,提出了一种机器人自适应变阻抗主动柔顺恒力控制方法,用于在线自适应优化阻抗参数,动态调节打磨力修正量,实现机器人打磨作业自适应主动柔顺恒力控制。最后采用Lyapunov稳定性理论分析证明了所提出方法的闭环稳定性。通过机器人打磨系统虚拟样机联合仿真实验和机器人平台实物实验,验证了所提出方法的有效性。实验结果表明,所提方法能够较好实现静态与动态期望打磨力跟踪,减小了打磨力波动、力超调量以及打磨初期打磨工具处的冲击力,提高了打磨力控制系统抗扰动稳定性、恒力跟踪性能和动态响应能力,对复杂多变工况机器人打磨作业具有较强的适应性与鲁棒性。     

切削颤振中的阻尼系数分析与计算

通过对摩擦力形成理论的归纳与分析,提出了金属切削力等效于刀具—工件副间摩擦力的新概念,由此导出了计算切削颤振系统阻尼系数的方法及相应结论。