混联驱动三维椭圆振动切削颤振辨识方法的研究

椭圆振动辅助切削作为近年来最具有发展潜力的超精密车削加工方式之一,其特有的间歇性切削特性与摩擦力逆转特性使其不但能够改善加工过程中的材料可加工性,而且能有效的抑制颤振现象。然而针对三维椭圆振动辅助切削过程中的颤振研究目前尚无过多报道。在一种混联驱动三维椭圆振动辅助切削机构的基础上,采用经验模型分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法,提取三维椭圆振动辅助切削过程信号的特征量,并选取对颤振敏感的内模函数(Intrinsic Mode Function,IMF)的特征量,辨识三维椭圆振动辅助切削过程中颤振发生的现象。通过搭建三维椭圆振动辅助切削平台与采集位移信号的分析情况来验证了提出的混联压电式三维椭圆振动辅助切削过程颤振,为三维椭圆振动辅助切削的深入研究提供基础。     

基于改进人工蜂群算法的数控切削参数优化

针对多道工序加工的切削参数优化问题,提出一种改进的人工蜂群算法对最小加工时间和最低生产成本的多目标切削参数模型进行优化。该算法综合了粒子群算法和人工蜂群算法的优点,优化过程中综合考虑了工件加工时的多种约束条件。通过仿真实例验证改进的人工蜂群算法的有效性和优越性,仿真结果表明:改进的人工蜂群算法相比其他算法可以寻找到更优的切削参数组合。     

高速切削加工过程振动预测技术

高速切削加工参数选择不合理会导致切削振动,切削过程中振动引起的不稳定切削会产生一系列不良的影响,切削振动的预测将有助于优化高速切削加工过程,提高切削加工表面质量和加工效率.概述了高速切削加工过程中颤振产生的机理与类型,并分析了切削颤振的影响因素;对切削加工过程稳定性预测进行了报道,重点论述了切削稳定性的影响因素;对切削振动辨识与预测方面的研究成果进行了总结.指出了切削加工过程振动预测技术的未来发展趋势.     

切削颤振抑制的实验研究

切削颤振抑制试验是在CA616车床上进行的,通过以超磁致伸缩致动器为执行元件的微位移刀架产生振动切削所需要的振动源,并利用振动与动态分析采集系统对实验过程中的数据进行采集和处理。在实验过程中,通过对比相同条件下切削颤振和振动切削的线性谱以及在实验过程中的有关现象,证明采用超磁致伸缩致动器为执行元件的振动切削系统能有效地抑制切削颤振。     

不分离型超声椭圆振动切削试验研究

超声椭圆振动切削在分离切削区能够有效地降低切削力、抑制加工过程颤振、提高零件表面加工质量和延长刀具的使用寿命,为此已成功地应用于精密和超精密加工领域.为更充分发挥超声椭圆振动切削技术的优势,拓宽其应用领域,在深入分析椭圆振动切削过程和表面微观形貌形成机理的基础上,通过具体的切削试验验证超声椭圆振动切削在不分离区仍然具有降低切削力、抑制加工颤振、降低已加工表面粗糙度等优势特性.同时,不分离型超声椭圆振动切削的加工效率是分离型椭圆振动切削的2～3倍,进一步提高超声椭圆振动切削的加工效率.但是,这些特性在不分离切削区随着速度系数的增加而逐渐减弱,当速度系数大于3以后,这些切削优势特性基本消失.     

基于改进人工蜂群算法的数控切削参数优化

为提高生产效率、降低生产成本,建立了以最小加工时间和最低生产成本为优化目标的多目标切削参数优化模型,并综合考虑了实际生产过程中的各种约束条件,可同时对多道工序的切削参数同步进行优化。将粒子群算法嵌入人工蜂群算法以提高人工蜂群算法的优化性能,并将其用于优化所建立的切削参数优化模型。具体案例实验表明,改进的人工蜂群算法相比于其他基本算法能够得到更优的切削参数组合。     

基于改进人工蜂群的细长轴车削加工参数优化

为了优化细长轴的切削参数,提高产品质量、生产效率和综合效益,降低加工成本,提出改进的人工蜂群算法,解决细长轴多次加工中的切削参数优化问题。以生产率为目标函数,切削稳定性、表面粗糙度、切削用量为约束条件,结合四种惯性权值递减策略的人工蜂群算法寻找生产效率最优的方案。试验结果表明,改进的人工蜂群算法具有可靠的全局收敛性及较快的收敛速度,其中两种凹函数策略能在保持精度的情况下,加快人工蜂群算法的收敛。     

切削颤振特性的影响因素

针对金属切削加工过程中经常出现的振动现象,对切削颤振发生的各种原因及影响因素进行了分类,并从刀具和切削参数的角度进行了详细分析。     

变速切削抑制颤振的控制系统及实验研究

为解决切削颤振给加工过程带来的不利影响,设计了基于DSP的适用于变速切削的电动机控制系统,编制了控制程序,并应用改造后的铣床进行了变速切削抑振试验。根据检测所得的加速度信号和声音信号,分析了变速幅值和变速频率对切削振动的抑制效果,对变速铣削进行了较为深入的分析和研究。     

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。     

变速切削抑制颤振的控制系统及实验研究

为解决切削颤振给加工过程带来的不利影响,设计了基于DSP的适用于变速切削的电动机控制系统,编制了控制程序,并应用改造后的铣床进行了变速切削抑振试验.根据检测所得的加速度信号和声音信号,分析了变速幅值和变速频率对切刘振动的抑制效果,对变速铣削进行了较为深入的分析和研究.     

被动阻尼减振铣刀的结构设计及试验研究

针对大长径比铣刀在加工过程中的颤振现象,设计了一种基于颤振抑制机理的被动式阻尼动力减振铣刀。分别从试验模态、颤振稳定性、切削力和表面形貌等方面将其与普通实心铣刀进行对比试验,验证了其抗振性能。结果表明:减振铣刀与普通实心铣刀相比,模态参数得到优化,颤振幅值减小约35.3%,且在相同切削参数情况下切削力降低,加工工件的表面质量显著提高。     

基于电流变材料的车削切断颤振抑制研究

应用电流变材料的特殊性能——对电信号的快速响应能力和连续可变的阻尼，研制了一种智能切削颤振抑制结构(刀座刚度可变部分)，并将其附加在车床刀架上，建立了机床车副颤振实时监控系统，实现了机床车削切断过程的颤振抑制。实验结果表明，利用电流变材料智能切削颤振抑制结构可以对机床车削振动进行有效控制，刀具的振动幅值减小50％以上，且工件表面的加工质量有较大提高。     

铣削加工系统三维稳定性理论研究与进展

切削颤振是高速加工过程中经常遇到的一种现象,而判断稳定切削常用的一种方法就是绘制稳定性图。主要针对国内外铣削加工颤振三维稳定性图和三维稳定性理论研究状况进行了综述,重点给出了Thevenot、U.Bravo和S.Herranz、Tony L.Schmitz和Altintas的稳定性理论。研究指出,为了保证材料的最大去除率,必须研究切削参数对于稳定性的影响,也就是需要研究主轴转速、轴向切深和径向切深对切削颤振影响的三维稳定性图。     

多硬度拼接淬硬钢铣削动力学分析

颤振是金属切削加工过程中由于刀具和工件之间相互作用所产生的一种强烈的自激振动现象,会导致切削力幅值增加且发生剧烈波动,进而降低工件表面质量和刀具使用寿命。针对此问题,基于铣削过程稳定性预测分析方法建立多硬度拼接工件的动态铣削系统,对多硬度拼接模具铣削过程稳定性进行深入研究,实现了对拼接模具铣削加工过程颤振稳定域的仿真,进而研究了模态参数对稳定性叶瓣图形状的影响。最后通过时域分析、表面形貌和刀具磨损的研究,综合验证了稳定性预测曲线的精度。研究结果为多硬度拼接模具铣削加工提供理论基础,并设置合理的加工参数来实现金属最大切除率,为大型汽车覆盖件模具铣削加工提供理论依据及技术指导。     

机床切削颤振试验与分析

切削颤振是制约高速加工效率和影响零件表面质量的主要原因。针对研究开发的新型四轴立式专用车床加工过程中出现振纹现象,专门设计试验对机床的动态性能进行测试和研究。采集切削加工过程中的振动数据进行分析,振动变化规律有效监测出机床尾座部分振动明显;激振试验进一步分析得出颤振的主要来源,即尾座的滑块、立柱、套筒在特定方向上刚性差。试验结果为机床结构的改进设计提供了依据。     

切削颤振稳定性影响因素的研究现状

刀具-工件副振动是金属切削过程中经常出现的一种非线性复杂机械振动现象,其产生的原因和规律不仅与切削加工过程有关,也与金属切削机床自身动态特性有着密切的联系。从诸多影响因素中选取刀具几何参数和切削用量2个因素,分析和整理了切削颤振稳定性影响因素的研究现状,为进一步优选工艺参数、指导实际切削加工提供研究思路。     

切削颤振的线性和非线性理论研究

振动是金属切削加工过程中经常遇到的一种现象,也是影响零件加工质量和限制生产率提高的主要因素之一。本文在切削机理研究基础之上,从系统结构的参数特性出发,讨论了颤振的线性理论和非线性理论,并列举了线性理论的局限性。此外,还通过机械学和热力学两个子系统来说明金属切削的非线性现象,从而有助于人们更好地理解机床颤振的理论。     

锥球头铣刀铣削力建模及变齿距减振优化设计

在航空发动机叶轮加工过程中,径向铣削力带来的切削振动对加工质量有较大的影响。为了降低切削振动,基于某叶轮的实际加工工况,利用有限元仿真和MATLAB软件计算进行了铣削力建模和分析,以减小切削振动幅值、降低铣刀弯曲变形程度为优化条件进行了铣刀结构的优化设计。     

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。