正交车铣运动轨迹的研究

为了研究正交车铣加工时轴向进给量、铣刀与工件转速比以及铣刀偏心量等主要切削参数对被加工零件表面质量的影响,通过对正交车铣运动过程的分析,在建立了正交车铣加工刀具运动矢量模型的基础上,应用高级计算机语言编程和实际运行,对其运动轨迹进行了仿真．通过对仿真图形和正交车铣加工实验结果的综合分析比较,归纳总结了轴向进给量、铣刀与工件转速比以及铣刀偏心量等主要切削参数对被加工零件表面质量的影响．结果表明,减小铣刀的轴向进给量、增加铣刀与工件的转速比,均可减小被加工表面粗糙度,提高表面加工质量,而偏心量的变化对被加工表面粗糙度的影响很小．     

Surface performance of workpieces processed by electrical discharge machining in gas

The surface performance of workpieces processed by electrical discharge machining in gas(dry EDM)was studied in this paper.Firstly,the composition,micro hardness and recast layer of electrical discharge machined(EDMed)surface of 45 carbon steels in air were investigated through different test analysis methods.The results show that the workpiece surface EDMed in air contains a certain quantity of oxide,and oxidation occurs on the workpiece surface.Compared with the surface of workpieces processed in kerosene,fewer cracks exist on the dry EDMed workpiece surface,and the surface recast layer is thinner than that obtained by conventional EDM.The micro hardness of workpieces machined by dry EDM method is lower than that machined in kerosene,and higher than that of the matrix.In addition,experiments were conducted on the surface wear resistance of workpieces processed in air and kerosene using copper electrode and titanium alloy electrode.The results indicate that the surface wear resistance of workpieces processed in air can be improved,and it is related with tool material and dielectric.     

切削用量对轴向车铣铸铝外圆表面粗糙度的影响

通过实验分别研究了切削用量(包括切削速度、轴向进给量、周向进给量和切削深度)四要素在切削铸铝时对外圆表面粗糙度的影响,得到不同切削条件下的影响曲线,这对轴向车铣铸铝正确选择工艺参数有重要的指导意义。     

高速车铣已加工表面粗糙度的理论与实验研究

综合考虑了刀具几何参数、刀具与工件的相对运动以及切削用量对已加工表面轴向残留面积高度的影响,建立了高速正交车铣已加工表面轴向残留面积高度的理论计算模型和计算公式,并据此提出了已加工表面粗糙度理论值的计算方法．实验研究结果表明。理论轴向残留面积高度是影响实际高速正交车铣已加工表面粗糙度的主要因素．     

基于ARIMA的磨削颤振预测方法

磨削颤振会加剧砂轮的磨损并对磨削加工质量造成严重影响,甚至会对磨床本身造成破坏。为了避免磨削颤振的发生,提高磨削加工效率,通过对磨削过程振动信号进行分析,提取固有频率频带能量百分比R作为磨削颤振的特征量,提出一种基于自回归积分移动平均( autoregression integrated moving average, ARIMA)模型的磨削颤振预测方法。试验结果表明：在磨削过程中,固有频率频带能量会随着磨削状态的变化而变化,利用稳定磨削状态下的固有频率频带能量百分比建立 ARIMA预测模型,预测结果与真实值十分接近,能够准确预测磨削颤振的发生。     

A synthetic criterion for early recognition of cutting chatter

Cutting chatter is a violent self-excited vibration between a tool and a workpiece. Its negative effects mainly include poor surface quality, inferior dimensional accuracy, disproportionate tool wear or tool breakage, and excessive noise. Therefore, early recognition and online suppression of chatter vibration are necessary. This paper proposes a novel synthetic criterion (SC) for early chatter recognition. The proposed SC integrates standard deviation (STD) and one-step autocorrelation function (OSAF). Moreover, this paper revised the fast algorithm of OSAF. We can quantitatively divide a chatter vibration signal into three stages, which are stable stage, transition stage and chatter stage according to the SC. Compared with STD, the SC can improve the reliability of chatter recognition and the threshold of SC is not sensitive to variable cutting conditions. This paper presents an original algorithm of SC and its fast algorithm in detail. The fast algorithm of SC in this paper improves the computation efficiency compared with the original algorithm of SC. To validate the effectiveness of the proposed SC, a series of milling experiments were conducted under different cutting conditions. In these experiments, the vibration signals were acquired by two accelerometers mounted on the spindle house. The experimental results showed that the proposed SC could effectively recognize chatter vibration at an early stage of chatter vibration, which saved valuable time for online chatter suppression.     

薄壁零件的切削颤振研究进展

刀具与工件之间的颤振,一直是学术界和工程界的研究热点。薄壁结构零件由于自身结构特点,在加工过程中极易发生变形和切削颤振,这对提高加工质量和加工效率十分不利。回顾切削颤振的机理研究历史,尤其是铣削加工稳定性的机理、动力学模型以及薄壁结构零件铣削颤振的研究情况,并综合介绍国内外在颤振预报与控制方面的研究进展,为最终实现减小或消除加工颤振的研究目的提供有益的参考。     

车铣粗糙度预测模型的建立和分析

车铣加工是近些年来发展起来的先进的切削加工技术之一.采用正交试验法,进行一系列的正交车铣铝合金切削实验,研究车铣切削用量与表面粗糙度之间的变化规律.通过正交试验法的方差分析进一步确定了各因素对表面粗糙度的影响大小的主次顺序,铣刀转速(切削速度)和工件转速对表面粗糙度的影响较大.采用回归分析原理,建立了表面粗糙度的预测模型,统计检验结果表明,所建立的表面粗糙度预测模型呈高度显著检验状态,具有很高的可信度.     

同时考虑刀具和工件子系统参数影响的再生颤振

力学与切削速度垂直的平面中发生再生型颤振,进行了研究．将工件子系统和刀具子系统简化为单自由度模型,建立了切削系统的传递函数分析模型,并计算分析了切削系统的各参数对颤振稳定性阈限的影响,提出了相应的改善切削加工稳定性的措施．     

砂轮与工件接触刚度对磨削颤振频率的影响

探讨了砂轮与工件接触刚度非线性对工件颤振频率的影响。摄动理论分析和试验研究表明：工件系统的颤振频率随接触刚度的增加而线性增加。由于接触刚度随径向磨削力的增加而非线性增加，导致工件系统颤振频率也随径向磨削力的增加呈非线性增加。改变砂轮转速可以改变径向房削力．从而改变工件系统的颤振频率。     

轴向车铣椭圆型面的运动建模及仿真

为了深入研究轴向车铣椭圆型面的切削过程,通过矢量分析,建立了描述轴向车铣加工椭圆型面运动的数学模型,并对轴向车铣椭圆型面的运动轨迹进行了计算机仿真,分析了不同切削参数对运动轨迹的影响,得到已加工表面的粗糙度随着铣刀齿数和铣刀与工件转速比的增加而减小.     

车铣加工薄壁回转体的谐响应分析

建立了车铣加工薄壁回转体的动力学模型,并通过实验对其进行了不同切深的谐响应分析,确定出不同厚度的薄壁件在不同切深时受迫振动的频率范围.     

变速磨削抑振效果的试验研究

通过试验研究可知：在磨削中，使砂轮或工件的转速按一定规律变化都有抑制颤振的作用，其原因是变速改变了砂轮和工件间的瞬时速比，使径向磨削力均值下降，减小了砂轮和工件间的接触刚度，增强了系统稳定性。     

应用小波研究动态铣削力及预报铣削颤振

在铣削条件下,利用PC I-1712高速数据采集卡进行数据采集,应用小波分析进行数据处理,分析研究了铣削力信号的分解与重构,根据铣削力的主要频率,得到不同频带重构的动态铣削力信号,通过分析重构后的动态铣削力信号,发现产生了铣削颤振,并依据动态铣削力信号概率密度的变化预报颤振原则证明了铣削过程产生了铣削颤振现象,因而可以利用动态铣削力的变化初步预报铣削颤振.     

机器人精镗飞机交点孔的颤振分析与识别

针对机器人精镗飞机交点孔时容易出现颤振,影响加工表面质量的问题,通过分析颤振发生时的压脚位移信号,提出基于Hilbert-Huang变换的颤振特征提取方法,实现机器人镗孔颤振的快速识别.对颤振前后的压脚位移信号进行时域分析和频域分析,获得颤振发生的频段.将压脚位移信号进行经验模态分解,得到一系列具有不同频段的固有模态函数（IMFs）.根据颤振频段筛选出与颤振相关的IMF,通过Hilbert变换得到瞬时频率.分析瞬时频率的变化规律,从中提取颤振特征以识别颤振.试验结果表明,在机器人镗孔系统中,此方法能够在颤振形成前0.5 s及时识别颤振.     

机床颤振信号互谱特性分析

从频谱分析理论和机床颤振的特性出发,在大量试验基础上分析了车削加工系统从平稳切削,经过渡过程到颤振中各种颤振信号之间的互谱特性。着重分析了互谱密度函数中的实部(共谱)、虚部(重谱)以及主频带上的相位差在颤振发展过程中的特征变化。并在此基础上提出了一种新的机床颤振预兆判别的特征量。     

面向数控机床运行状态的切削稳定性预测研究

切削加工过程中出现的颤振失稳现象,是限制机床加工质量和加工效率的主要因素。传统切削稳定性预测模型大多基于机床静止状态下的动力学特性,并采用恒定的切削力系数表征不同的切削条件。但在加工过程中,系统动力学特性和切削力系数会随着主轴转速等影响因素而变化,导致预测的切削稳定性叶瓣图在实际工程运用中出现偏差。针对机床运行状态下切削稳定性的准确预测问题,提出一种切削稳定性叶瓣图修正方法。该方法以刀具系统动力学特性与切削力系数为研究对象,首先建立主轴转速样本信息,将考虑转速效应的主轴轴承运行刚度写入机床有限元模型中,获取刀尖频率响应函数及其对应的各阶模态参数,以此结合模态拟合法和插值算法重构任意转速下的刀尖频响函数,同时以各切削参数为变量构建切削力系数响应面预测模型,进而将与转速对应的刀尖频率响应函数和不同切削条件下的切削力系数作为传统切削稳定性预测模型的输入,并通过结合自适应粒子群算法共同求解各转速下的极限切削深度,从而在全转速范围内绘制切削稳定性叶瓣图。将该方法应用于1台3轴立式加工中心的实际工序中,采用多组预测的无颤振切削参数进行切削实验,并通过切削力信号的频谱分析判定切削过程中未出现颤振,验证了稳定性叶瓣图修正方法的有效性,为无颤振切削参数的合理选择奠定了技术支持。     

铣削过程的计算机仿真及试验研究

介绍了铣削过程的理论建模方法和铣削过程稳定性试验分析方法。通过所建理论模型及铣削试验讨论了铣削过程中强迫振动、颤振的产生条件及特点。同时,理论与试验分析表明强迫振动随切削速度的增加而增强,颤振随切削速度变化具有一定的周期性;稳定铣削过程振动能量的分布主要集中在刀齿通过率及其整数倍频率处,发生铣削颤振时振动能量分布主要集中在系统低阶固有频率附近。     

薄壁零件高速铣削振动影响因素研究

铣削振动埘薄壁零件的加工过程有很人的影响.进行了薄壁件动态特性分析工艺试验,在不同走刀顺序、小同切削参数下进行了振动位移动态信号分析,对试验结果进行了讨论;研究了几种切削参数对薄壁零件加工颤振的影响,通过对比,得到了系列有益的结论:为了保证薄壁零件加工过程的平稳和加工质量,应采用火径向切深、小轴向切深的切削方式、选择合适的每齿进给量和切削速度等,为进一步研究薄壁件切削加工动态特性、进行切削参数优选奠定了基础.     

基于控制图的磨削颤振预测方法

为了预测磨削过程中颤振的发生,提出一种基于休哈特控制图的磨削颤振预测方法.该方法基于统计质量控制中所遵循的"Kσ"原则来绘制颤振传感信号特征量的控制图,以监测识别磨削振动中不稳定性信号成分,达到快速准确预测磨削颤振的目的.首先,根据磨削加工过程中颤振信号的频谱分析得到颤振发生的敏感频段,以该频段能量占整个分析频段能量的百分比作为颤振特征量.然后,以平稳磨削过程振动信号的颤振特征量为统计特性值绘制控制图,并计算其均值和方差,进而得到控制图的上、下控制界限值.最后,利用控制图的判断准则对统计特性值是否发生异常波动进行判别,从而实现颤振预测.实验结果表明:基于控制图的磨削颤振预测方法能够准确地预测颤振的发生.