自由曲面等高加工铣削载荷预报

实际生产过程中球头铣刀主要用于曲面加工,但是关于球头铣刀曲面加工切削力的研究很少.本文针对曲面铣削加工中球头铣刀切削力预报的问题,通过离散近似将动态的切削过程分解为一系列进给方向和刀具与工件接触区不断变化的微小瞬态阶段,将剪切和犁切双重作用的静态球头铣刀切削力模型引入到自由曲面铣削载荷预报中,并选取一自由曲面工件进行铣...     

球头铣刀切削力计算机预报模型的数值仿真

借助建立的铣刀切削力、扭矩和切削功率的计算机预报模型 ,对平前刀面球头铣刀的切削性能进行了数值仿真研究 ;通过分析各种切削参数对切削性能的影响规律 ,获得了不同切削条件下球头铣刀切削力和扭矩的特征和变化趋势     

模具钢Cr12MoV硬态铣削过程切削力的研究

切削力是铣削机理研究的重要对象,与刀具磨损和已加工表面质量等指标关系密切。本文通过软件ThirdWave建立了球头铣刀高速铣削模具钢Cr12MoV的仿真模型。该模型采用了网格自适应技术和删除技术。成功实现了切削力的高精度仿真,并对仿真模型进行了实验验证。模型分析了切入切出过程切削力的变化特性,同时也揭示了切削条件对切削力变化的影响规律。本研究成果可对切削工艺条件的合理选择提供借鉴。     

高速铣削难加工材料切削力建模及预测研究

针对高速加工的特点和难加工材料的组成成分、力学性能,对高速铣削难加工材料（26NiCrMoV145）的切削力进行了研究。在球头铣刀刀刃线的几何模型的基础上,采用理论分析和系数的方法,建立了螺旋刃球头铣刀的铣削力模型。对不同切削条件下的铣削力进行了仿真预测,与实验数据相吻合,证明所建立模型的正确性。     

考虑刀杆柔性的球头铣刀切削力模型的研究

建立了球头铣刀切削力模型，并基于刀具弹性变形模型及刀具避让的切屑厚度数学表达式，建立了切屑厚度与刀具变形量、刀具切削参数之间的数学关系，并提出了切削力收敛算法。最后，通过切削实验对切削力模型进行了验证。     

GH4169高温合金球头铣刀铣削有限元仿真分析

GH4169高温合金在切削加工过程中通常会产生较大的切削力和较高的切削温度,进而难以控制加工表面完整性。借助ABAQUS有限元分析软件中的Johnson-Cook热力耦合模型建立球头铣刀简化模型,对GH4169高温合金的铣削加工过程进行三维有限元模拟仿真,研究GH4169高温合金材料在球铣削过程中的切削力、切削温度、等效塑性应变和应变率的变化与分布规律,并对比分析仿真结果与试验结果的差异。研究结果表明,仿真模型的预测结果与试验测量结果有较好的一致性,所构建的铣削有限元仿真模型为球头铣刀的铣削加工提供了可参考的切削要素。     

球头铣刀铣削模式与切削性能的计算机辅助预报

讨论并建立了球头铣刀切削几何参数数学模型和铣削过程中切削力、扭矩及切削功率计算机预报数学模型。分析了球头铣刀的铣削模式和铣削中刀具一工件的干涉过程。以车削斜角切削数据库为基础，实现了平面前刀面球头铣刀铣削性能的计算机预报，并通过数值模拟和切削实验对所建立的数学模型进行了验证。     

球头铣刀切削力模型的建立

在考虑刀具的瞬时变形和刀具变形的再生反馈对切削厚度的影响的基础上,建立了包含主轴偏心、刀具磨损、刀具振动和工件振动的球头铣刀动力学模型,并通过试验验证了所建立模型的正确性。切削力模型的建立对实现球头铣刀切削力的预报具有重要的现实意义,并为进一步提高表面加工质量奠定了基础。     

微径球头铣刀铣削力建模与仿真

以微径球头铣刀铣削力为研究对象,分析了刀具刃线模型.将刀具沿刀轴方向离散为若干切削单元,分别依照单齿切削及两齿切削求得各切削单元的实际瞬时切削厚度.基于实体造型的方法提取了参与切削的切削刃段,并通过实验识别了瞬时切削力系数及主轴径向跳动参数,建立了综合考虑主轴径向跳动、微细铣削所特有的尺度效应的影响及可能出现的单齿切削现象的微径球头铣刀铣削力模型.实验结果验证了所提模型的有效性和可行性.     

考虑刀具底刃切削的CFRP铣削力精确建模研究

针对碳纤维复合材料(CFRP)铣削提出了一种切削力精确建模方法,即考虑刀具底刃切削作用的铣削力机械模型,通过实验识别底刃和侧刃的切削力并分析了切削力变化规律,建立了切削力系数关于瞬时切削厚度、纤维切削角及切削速度的BP神经网络模型,进一步实现了对铣削力的预测。单向板和多向板的铣削验证实验表明考虑刀具底刃因素可以提高切削力预测的准确性,同时也验证了BP神经网络在CFRP切削力建模中的可行性。     

刚性的球头铣刀切削力模型

基于切削力与切屑负载之间的经验关系,通过对球头铣刀的微分化方法,建立了球头铣刀基本切削力模型,并着重研究刀具的径向跳动对径向未变形切屑厚度的影响,提出了刚性的球刀铣刀切削力模型,最后用切槽实验对模型进行了验证。     

应用神经网络优化设计盘形成形铣刀齿数

针对整体盘形成形铣刀的设计,基于刀体强度、刀齿磨光部分长度和刀齿强度对铣刀齿数的要求,提出了利用BP神经网络优化设计铣刀齿数的方法。该方法基于BP神经网络的非线性映射特性,建立了铣刀齿数与铣刀切削参数的非线性BP网络模型,模拟选齿参数曲线,达到自动设计铣刀齿数的目的。仿真结果表明,神经网络方法不但提高了铣刀的设计效率,而且使铣刀齿数的设计得到了优化。     

球头铣刀曲面多轴加工的刀具接触区半解析建模

刀具接触区界定了切削过程刀具与工件的相互作用范围,是研究切削力学/动力学的基础,复杂曲面加工的刀具接触区往往呈现不规则几何形状且沿曲线刀具轨迹不断变化。针对球头铣刀复杂曲面多轴加工,提出一种刀具接触区半解析建模方法。基于微元离散和刚体旋转变换的思想,将一般复杂曲面加工看成是一系列微小斜平面加工的组合,并且认为球头铣刀斜平面多轴加工的刀具接触区,可由球头铣刀水平面三轴立铣加工的刀具接触区经刚体旋转变换而得。通过将切削余量材料看成是一系列微厚材料薄层的叠加,构建了球头铣刀水平面三轴立铣加工的刀具接触区解析模型,从而建立球头铣刀复杂曲面多轴加工的刀具接触区半解析模型。仿真实例分析了模型的精度和效率,结果表明该半解析模型能够精确高效地描述复杂曲面多轴加工的刀具接触区。     

汽车车道保持系统的BP神经网络控制

针对汽车侧向动力学的强非线性且参数时变特性，利用神经网络对任意非线性函数的逼近能力，并结合驾驶员操纵行为特性，建立了基于BP神经网络的汽车车道保持系统的自适应PID控制算法。不同车速和路况的仿真结果表明，该控制算法可有效地控制汽车按照预期轨迹行驶，且对车速和道路曲率的变化具有较强的适应性和鲁棒性。     

仿生微织构球头铣刀对6061铝合金切削性能的影响研究

针对6061铝合金在切削过程中易出现切屑粘刀现象,引起切削力增大和切削表面质量恶化的问题,以贝类体表耐磨、抗粘附非光滑凹槽形态为仿生对象,在两刃球头铣刀前刀面植入凹槽型微织构。为优选仿生微织构结构参数,进行微织构宽度为0μm、30μm、50μm、70μm、90μm、120μm的球头铣刀铣削试验。通过快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)、切削力均值分析及铣削表面三维形貌分析,研究了仿生微织构球头铣刀凹槽宽度对6061铝合金切削性能的影响。结果表明:仿生微织构宽度对球头铣刀切削稳定性、耐磨性及铣削表面质量具有重要影响。优选出仿生微织构宽度为70μm时对减小三向切削力、改善切削稳定性和提高6061铝合金铣削表面质量均有较理想的效果。     

球头铣刀多轴铣削加工的切削刃微元点轨迹模型

切削刃微元点轨迹是描述瞬时未变形切削厚度的基础,瞬时未变形切削厚度是铣削力预测的关键.为此,针对球头铣刀多轴铣削加工过程,建立利用位置矢量来准确描述切削刃微元点的轨迹模型.首先,通过建立工件和刀具瞬时坐标系的空间变换模型来描述刀具的位置和位姿;然后,在此基础上结合球头铣刀切削刃的几何特点建立切削刃微元点的空间位置矢量,并进一步推导描述切削刃微元点轨迹的矢量形式;最后,利用C++编程语言和OpenGL图形接口实现切削刃微元点轨迹仿真,并通过对比分析仿真结果与跟踪球头铣刀1∶1三维模型上标记点的位置数据,验证了切削刃微元点轨迹模型的正确性.     

面向加工特征的小直径螺旋球头立铣刀切削力模型

在Bayoum i的广义螺旋铣刀几何模型基础上,建立了小直径螺旋球头铣刀的刀具前刀面几何模型和切削力模型;通过将特征概念引入数控加工过程,提出了球头刀加工时的“爬坡”与“下坡”等加工特征的切削力模型求解方法;最后通过实验对比验证了刀具切削力模型的有效性。     

基于信息优化的加工过程神经网络控制

为了提高加工过程生产率和保证加工精度,以加工过程的恒切削力控制作为研究对象,将信息论原理和神经网络智能控制理论应用于加工过程控制,以信息熵作为加工过程智能控制系统的性能测度能统一各级性能指标,将神经网络作为加工过程控制输入和系统输出的信息传输通道,确定了神经网络基于信息优化的目标函数,推导出了信息优化的三层BP神经网络学习算法,提出了恒力切削过程中基于信息优化的神经网络控制系统框架.通过加工过程的仿真实例证明,与传统自适应神经网络控制方法相比,基于信息优化的神经网络控制方法收敛精确,速度快,振荡小,系统超调量小,具有较好的综合性能.研究结果为信息理论应用于加工过程控制提供了有效途径.     

医用球头铣刀铣削力模型与实验验证

在骨科手术中经常使用球头铣刀对骨材料进行加工,在此过程中铣削力大小的精准控制是改善手术质量的关键,但目前尚缺乏理论模型预测骨材料加工过程中的铣削力。本文将球头铣刀离散成沿切削刃分布的切削微元,并用球头铣刀的结构参数表达切削微元的位置。通过分析切削微元的铣削力模型最终积分得到整个球头铣刀的铣削力模型,并以人工骨为铣削材料设计了三个不同工艺参数的实验来验证模型预测值的准确性。结果表明,该模型能较准确地预测球头铣刀在不同工艺参数下的铣削力。     

磁轴承BP神经网络PID控制算法研究

针对传统PID控制算法难以解决磁悬浮系统非线性的问题,设计一种BP神经网络PID控制算法。通过仿真分析与试验研究,比较普通PID控制算法与BP神经网络PID控制算法对磁悬浮系统的实际控制效果。研究结果表明：BP神经网络PID控制算法可以改善磁悬浮系统的静动态性能,并使系统具有自学习、自适应的能力。