变速切削在抑制切削颤振的应用

颤振是一种不稳定的现象,严重降低切削加工的有效性和材料去除率,加速刀具磨损.对现在国内外的一些变速切削抑制切削颤振方面所做的主要工作进行概括和总结,为今后的零件加工稳定性研究工作打下了基础.     

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。     

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。     

超声波椭圆振动切削技术

主要阐述了超声波椭圆振动切削原理和刀具椭圆振动系统;分析了超声波椭圆振动切削运动特性;介绍了超声波椭圆振动切削的实际切削效果。最后,对超声波椭圆振动切削技术进行了展望。     

高频超声椭圆振动精密切削

研制了一种新型的工作频率为147.5kHz的超声椭圆振动换能器,进行了高频椭圆车削硬铝(LY12)的试验。试验结果表明,在精密切削中,同普通切削相比较,高频椭圆超声振动切削对表面粗糙度具有负面影响,但具有降低切削力和提高加工精度的特点,而同低频(20.5kHz)椭圆振动切削相比较,在相同条件下,可采用较高的切削速度,从而提高了工作效率。     

应用人工神经网路监测切削颤振

文章提出了应用人工神经网络模型进行颤振预报的方法。结合实测振动数据，找出了足以反映振动状态变化的特征量，并给出了人工神经网络模型的程序实现方法。最后对人工神经网络方法的性能和改进作了探讨，指出人工神经网络是一种较为可靠的预报模型。     

振动参数对超声椭圆振动切削的影响

基于超声振动切削原理和金属切削原理,利用有限元软件MSC/MARC建立了二维热力耦合正交切削有限元模型,对超声椭圆振动切削45钢的切削机理进行了研究,得到了切削温度及切削力的瞬时变化规律.     

椭圆轨迹对超声波椭圆振动切削的影响

运用有限元仿真技术,从影响椭圆轨迹的参数入手,模拟了不同椭圆轨迹下TC4钛合金超声波椭圆振动切削过程,得到了不同椭圆轨迹下切削力和切削温度的变化曲线。经过对比分析,结果表明TC4钛合金超声波椭圆振动切削切削力、切削温度随相位差增大先减小后增大,切削力随切削方向、切屑流出方向振幅和振动频率的增大而减小,而切削温度随切削方向振幅增大而增大,随切屑流出方向振幅、振动频率增大而减小。     

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.     

超声椭圆振动切削装置应用现状及发展综述

椭圆振动切削装置可很好地解决高性能材料的硬脆性加工难的问题。椭圆振动切削装置通过给刀具施加超声振动使刀具与工件分离,这种方式可降低切削力,提高工件表面的加工质量。该文首先介绍了该装置的切削原理,其次对其结构特点和研究现状做了分析,最后对该装置的性能特性进行了总结。目的是通过对这类装置的介绍和性能分析,使超精密加工领域的相关科研工作者和技术人员较好地掌握类似装置的性能特性,为后续加工装置的优化设计提供理论参考。     

超声椭圆振动切削闪耀光栅的三维形貌建模及控制方法

针对超声椭圆振动切削纳米级闪耀光栅工艺中光栅三维形貌难以精准预测及控制的技术难题,提出囊括合成切削轨迹、刀具三维几何特征及工件材料属性的光栅三维形貌迭代更新预测方法,并综合考虑最小切削厚度效应及后刀面与已加工表面间强犁压相互作用对其的影响规律。以间距为1μm,闪耀角为12°,高度为106 nm的理想光栅三维形貌为例,实现了基于上述方法设定相应工艺参数组合的光栅三维形貌确定性加工。试验结果显示光栅间距,闪耀角及高度的加工误差分别为1.1%,4.1%,15.0%,表明了所提出光栅三维形貌控制方法的可行性与准确性,并讨论了进一步提高加工精度的技术路径。此外,展示了累计切削行程超过10米后刀具切削刃区域无明显磨损,所加工光栅质量也并未随切削行程增加而出现恶化。     

DHMM＋SVM在切削颤振中的应用

根据切削颤振的特点,结合隐马尔可夫模型（Hidden Markov Model,HMM）和支持向量机（Support Vector Machine,SVM）的特点,提出了一种新的状态预测技术,同时也提出了一种新的特征提取方法。首先在等时间间隔内对切削信号实时进行小波包分解,然后通过SVM对各频带区间能量变化趋势进行回归预测,最后通过HMM对预测结果进行分类。结果表明,该方法取得了较好的预测结果。     

新型单激励椭圆超声振动切削系统的研究

提出了一种新型的单激励纵弯复合椭圆振动切削系统的结构。通过理论分析揭示了实现振动方式转换的机理,提出了实现椭圆振动的条件和结构设计的方法。通过有限元动态数值模拟分析和实验验证了理论分析的结果。     

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。     

功率型椭圆超声振动切削机构的研究

通过对椭圆超声振动切削机构切削性能的研究,设计一种能在标准四工位刀架上安装、切削性能优良的功率型椭圆超声振动切削机构。该机构通过两轴振动机构的调幅联动,很好地克服了谐振型超声振动切削机构的椭圆振动轨迹生成的限制,很容易生成特定微小区域内的任意椭圆轨迹。正交设计使该机构安装便捷、适用加工对象范围广,切削参数要求低,便于推广使用。实验证明,该椭圆超声振动切削机构明显改善试件表面纹理,切屑排出顺畅,工件表面的粗糙度明显降低。     

超声椭圆振动切削难加工材料的研究进展

超声椭圆振动切削具有断续切削特性的切削优势,已成为国内外研究及应用的热点,尤其适用于脆性材料、复合材料等难加工材料的高性能制造加工领域。目前该技术的机理及对难加工材料的适配工艺方面仍不成熟,需要进一步地探索和实践。通过超声椭圆振动切削机理、特性以及对加工表面质量影响因素的分析,阐明了其在加工中低切削温度、低切削力、低损伤、高尺寸精度以及良好表面完整性的独特优势,综述了在塑性材料、脆性材料、复合材料等难加工材料领域的应用,为后续研究超声椭圆振动切削技术提供了参考。     

实用化振动切削技术——椭圆振动车镗工艺及装备

椭圆振动车镗技术是一种主要应用在精密切削领域内的特种加工技术，特别是在提高工件的表面质量、刀具的使用寿命和薄壁零件的加工精度等方面效果显著。我们最新研制了椭圆超声波振动车镗系统，并对不同材料进行了切削试验，取得了很好的工艺结果，充分体现了超声波振动车镗技术在实际切削加工中的优势。     

基于Deform 2D的椭圆振动切削仿真研究

鉴于椭圆振动切削(Elliptical Vibration Cutting,EVC)方法在高质高效加工黑色金属、硬质合金和硬脆材料等加工材料方面存在巨大优势,文章将基于Deform 2D有限元软件对EVC及传统切削过程中切削力、应力及应变等关键特征进行对比分析研究,仿真结果表明:两者最大切削力基本相同,但EVC的平均切削力要远小于后者,且其等效应力高度集中于刀具-切屑的接触区域,形成切屑更薄且具有很好的连续性,对于延长刀具使用寿命和实现脆性材料的延性切削具有重要的研究价值和应用前景。     

Wash-out滤波器的切削颤振控制研究

研究应用Wash-out滤波器对正交切削过程中颤振的控制.首先,根据需要引入的Hopf分岔点来选择控制点,并在该点将原系统Jordan化.然后,对引入的Wash-out滤波器按Hopf分岔条件确定其线性增益和非线性增益,将系统的亚临界Hopf分岔控制为超临界Hopf分岔,削弱受控切削系统的颤振振幅.理论分析和数值模拟结果验证了该控制方法在切削颤振控制中的有效性.