薄壁结构件铣削加工振动稳定性分析

针对如何考虑刀具与工件相互耦合作用及加工位置对系统稳定性影响,通过对切屑厚度、铣削力建模,建立薄壁件铣削系统动力学模型,考虑薄壁件铣削稳定性受铣削位置影响,获得以轴向铣削深度、转速、铣削加工位置为参数的三维稳定性图。通过对曲面图分析,可确定在不同主轴转速、不同铣削区域内薄壁件各模态对铣削稳定性影响。通过时域模拟分析加工位置对系统失稳机制影响,揭示稳定铣削与不稳定铣削、不同模态在不稳定铣削时铣削力、铣削位移的变化规律。     

铣削颤振稳定域叶瓣图确定方法研究

铣削颤振是一种非稳定性振动,会损伤工件表面质量,降低切削效率。本文提出了通过理论模型计算与实验设计相结合方法确定铣削颤振稳定域叶瓣图。基于实验测量数据和理论分析计算,利用遗传算法来优化确定各常数参数,从而绘制出与实验测量结果相一致的铣削颤振稳定域叶瓣图。该叶瓣图可有效应用到该机床实际铣削加工过程中的参数选择,对提高铣削加工效率和加工质量有重要意义。     

高速铣削加工的实践与分析

本文介绍了实施高速铣削加工的高速主轴系统、高速进给系统及高速铣削加工的监控系统，并对它们的特性进行了研究和分析。     

薄壁工件铣削加工变形控制

薄壁工件结构在航空、能源传播等领域的应用十分广泛。但是薄壁工件的刚度相对较低,在对其进行铣削加工的过程中容易发生变形,铣削过程中所产生的切削力对加工精度的影响非常明显。为了保证薄壁工件铣削加工的质量,文章对工件铣削加工变形进行简要分析,并提出一些针对性的策略。     

高速主轴-夹具-刀具系统动态特性分析

基于导纳耦合分析法，建立高速轴-夹具-刀具系统模型，得到不同转速下刀具端点处的频响函数，并采用半离散分析法，对变刚度铣削加工过程的稳定性进行分析，研究主轴转速对铣削稳定性的影响。结果表明，考虑轴承变刚度的影响，在高速情况下铣削加工稳定曲线向低转速方向偏移，且临界铣削深度明显降低。     

黏性流体环境对铣削颤振控制的可行性分析

铣削加工过程中,颤振是影响加工效率的关键因素。针对铣削颤振的控制问题,提出将铣削系统置于黏性液体内进行加工的新工艺方法。首先针对性地设计了一个单自由度工件,建立了该工件的稳定性分析模型。然后通过铣削力试验和模态试验,分析了黏性液体环境对铣削力系数及铣削系统动力学特性的影响,结果表明黏性液体在降低铣削力系数的同时,增加了铣削系统的阻尼。最后通过铣削试验定量对比了黏性流体环境对铣削稳定性的影响试验。结果表明,在黏性液体内进行铣削加工时,铣削颤振得到了有效抑制。     

叶片磨削轨迹的生成过程

由于大部分三维绘图软件提供的都是铣削功能,所以,先对叶片的加工进行铣削的方式的规划,在进行到砂带磨削的仿真。在加工的刀具中,圆头铣刀和砂带磨削类似,所以,先采用圆头铣刀的刀具进行分析。加工轨迹其实就是刀心点的连线,为了保证二阶连续,通常也使用3次B样条曲线,普通铣削加工刀心点就是接触点,故铣削加工轨迹就是各截面线。     

浅谈数控铣削加工中的过切现象及对策

简要阐述了过切现象，并从多个方面分析了机床加工中产生过切的主要原因，例如半径补偿、内圆弧半径小于刀具半径、尖角、棱角、内角交接处等原因，并提出了解决的对策。提高了铣削加工的精度，以及铣削加工的生产效率。也为数控加工时进行正确的工艺分析、合理的编制加工程序提供了可靠地依据。     

基于犹豫模糊决策的铣削参数优化

为提升铣削加工质量，研究一种基于犹豫模糊决策的数控铣削参数优化方法。根据铣削过程机理和实验数据建立铣削参数优化的数学模型，将犹豫欧氏距离与模糊逻辑推理相结合，对铣削过程中多响应系统进行简化，既避免了传统模糊测度方法中权重的设置，也充分提取了各响应之间相关性的有效信息，最后通过对实验中可控因子与模糊推理过程输出值进行主效应分析，得到铣削过程控制因子的最佳参数组合：当进给量为0.01 mm/tooth，铣削深度为0.064 mm、铣削速度达到396 m/min，铣削宽度达到12.26 mm时，加工零件的表面粗糙度R_a和R_t可以得到整体优化，从而提升加工零件的质量。该方法首次将犹豫模糊决策理论方法应用于铣削过程工艺参数优化，避免了均值处理法带来的信息损失，可增加实验设计的鲁棒性。与满意度函数法相比，研究的基于犹豫模糊决策的铣削参数优化方法不受权重大小制约，能够同时使过程的两个响应得到优化，具有实用的有效性和可操作性。     

高温合金GH4169铣削力试验

高温合金是材料加工中典型的难加工材料,在加工过程中,铣削力大,刀具破损严重,给加工生产造成很大影响。本次试验主要针对高温合金GH4169的铣削力进行研究,对正交试验所得数据进行线性回归分析,得到了适用于本次试验设备条件的铣削力经验公式;对试验结果进行极差分析,结果表明:各向铣削力随切深和进给量的增加而增大,随切削速度的增加而减小,并且在铣削参数组合为v=400m/min,ap=0.9mm,fz=0.05mm/z时,各向铣削力取得最小值。     

专用刀具在高效铣加工技术上的应用

本文着重介绍了两种转包机匣类零件高效铣削加工的工艺改进过程,对高速铣削所采用的刀具和切削参数的优化进行了详细的分析,对高效铣削中所遇到的问题和所采取的对策进行了较为详细的阐述,对数控程序、加工参数、刀具选择等方面进行研究,达到高效加工的目的,提高零件加工的效率和降低加工成本。     

难加工材料铣削力预测研究进展

为了降低难加工材料铣削过程中的加工变形,改善表面加工质量,对加工过程中的铣削力进行预测是必须的。从难加工材料特性及实验现象出发,分别针对端铣刀和球头铣刀将现有铣削力预测方法及其进展进行解析。从现有的研究分析,对于端铣刀铣削力的研究主要集中于切屑形成、最小能量与斜角切削机理,而对于球头铣刀,主要研究微元切削力、刀具接触区域与切屑流动方向对预测结果的影响。从研究趋势上看,对端铣刀和球头铣刀铣削力预测模型理论的研究均有进展,但对铣削过程中状态参数的研究逐渐成为了近年来的研究热点。     

涡轮工作叶片磨锯齿的夹具设计

本文讲述了发动机上某涡轮工作叶片磨削叶冠锯齿部分的夹具设计。它首先对零件的结构形状,尺寸精度等进行工艺分析,再从砂轮的打磨方法出发对满足加工工艺要求的夹具进行具体设计分析,然后确定夹具的定位夹紧方案。     

各向同性热解石墨车铣加工对比试验研究

本文针对各向同性热解石墨加工表面质量较差的问题,分别利用硬质合金刀具进行了车削和铣削各向同性热解石墨试验,观测了加工表面的微观形貌,测量了已加工表面粗糙度值,在此基础之上,对比分析了车削和铣削这两种加工方法的优劣。从加工表面的微观形貌看,铣削加工表面残余凹坑少,而且深度小;从已加工表面粗糙度值来看,铣削加工表面的粗糙度值小而且稳定。综合来看,对于各向同性热解石墨的加工,相比车削加工而言,铣削加工更具优势。     

薄壁铣削加工颤振稳定性研究综述

针对薄壁铣削过程中的颤振问题。论述了薄壁铣削加工再生型颤振理论模型的研究进展;深入探讨颤振的根源—铣削力模型,对比分析薄壁铣削力经验模型、有限元模型及解析模型的优缺点;对薄壁铣削系统动态特性进行详细论述;刀尖频响函数求取法分为试验法、模态综合法和动柔度子结构耦合法;薄壁件动态特性研究法分为试验法、有限元法及解析法,详细论述了各种方法的原理、研究现状及优缺点。详细对比分析了频域法和时域法这两种稳定性求解方法,对介观尺度薄壁微铣削颤振稳定性相关研究进行探讨;并对薄壁铣削加工颤振稳定性研究现状和后续研究方向进行归纳和探讨。     

竹材四面铣削三面剖分数控系统设计

目的 针对竹材初加工设备相对落后、 自动化程度低的问题, 基于竹材四面铣削三面剖分加工工艺, 用数控技术提高其自动化程度。方法 给出了实现竹材四面铣削三面剖分加工工艺的整机结构; 根据竹材四面铣削三面剖分加工方式, 利用PLC设计了竹材四面刨床的数控系统。 结果 确定加工竹材的宽度和厚度之后, PLC能进行相应脉冲数量的运算, 得出所要进给的距离; 四面数控刨床具有自动对刀、 独立加工、 单件刨切和统计加工件数等功能。结论 数控化的竹材四面刨床使竹条初加工更加人性化, 提高了竹材初加工的机械自动化程度, 所加工的竹条规格更加统一。     

数控铣削加工过程中热源及温度场模型理论的研究

对数控铣削加工特点及切削热产生过程进行了分析和研究．根据实际切削特点建立了铣削加工过程中的热源模型即动态线热源模型,并通过此热源模型及固体导热微分方程,用解析法推导出了铣削加工温度场数学模型,为研究热应力引起已加工零件变形提供了依据．     

微细铣削振动信号特征参数的主成分分析

铣削振动是描述微细铣削加工状态的重要特征参数. 利用微小型车铣加工中心、压电加速度计和多通道电荷放大器建立了微细铣削振动测试系统,分别提取了不同铣削方式和铣削转速条件下微细铣削振动信号的时域特征参数和频域特征参数. 针对特征参数数量繁多且变化趋势不一致的特点,引入主成分分析方法,利用主成分分别对时域和频域特征参数进行替换,定量描述出振动信号的能量和差异,以及主频带位置和能量分散程度之间的关系. 分析结果表明,通过时域与频域特征参数主成分的综合运用,应用较少的参数即可描述微细铣削振动信号的主要特征,显著降低了原始数据维数; 主成分分析结果可用于铣削方式和铣削转速等微细铣削加工参数的优化.     

高速机床进给机构及铣削系统振动分析

由于高速机床目前应用对象主要为硬化模具钢及大型航天结构件的铣削加工，因此主要针对与此相关的加工技术。首先透过切削实验观察硬化模具钢的切削特性，探讨不同切削条件对铣削模具钢的刀具磨耗、表面粗糙度以及铣削力的影响。一般的航天结构件多为薄件，其结构刚性低，此外所采用的线性马达为推力较小的马达，其伺服刚性低，此类低刚性结构在加工过程中极易产生振动，因此另一研究重点为低刚性结构铣削加工时之最佳加工条件，以减少切削振动，提升加工品质。     

多齿铣刀侧铣加工多层CFRP铣削力的建模与仿真

由于碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的层间结合强度较低,进行切削加工时在切削力的作用下容易出现分层和毛刺等质量缺陷。因此,通过对切削力的预测与控制可以有效提高加工质量。采用瞬时刚性力模型对多齿铣刀侧铣多层CFRP材料的加工过程进行铣削力建模与仿真,分析了多齿铣刀特有的几何结构对切削力的影响。试验中保持切削速度恒定,以不同进给速度分别对45°、0°、-45°和90°这4种典型纤维方向的单向CFRP进行侧铣加工,通过测得的切削力数据计算各自的铣削力系数。根据力学矢量叠加原理得到了多向CFRP铣削力系数的简化计算表达式,最后将计算结果代入铣削力模型得到了各时刻的铣削力仿真值。在同样的试验条件下对该多向CFRP进行侧铣加工验证试验,试验结果表明: 该模型能较好地预测铣削力,最大相对误差小于9%,平均相对误差小于5%,可为铣削参数优化和刀具结构优化提供理论基础。