基于机床刀具加工变形研究的铣削工艺参数优化方法

针对机床刀具变形影响加工精度问题,据铣床刀具系统动刚度测量计算及铣削力模型提出基于遗传算法的铣削工艺参数优化方法。通过阶跃响应实验获得机床刀具系统动刚度及用正交实验法可准确铣削力模型,对实验机床铣削工件工艺参数进行数学优化;开发设计在线测量刀具变形及铣削力实验装置并分别对优化前后工艺参数实验验证,结果已证明该方法的有效性、实用性。     

双主轴行星式弧齿锥齿轮指状铣刀盘结构方案设计研究

为了实现硬齿面弧齿锥齿轮的铣削，提高超人规格弧齿锥齿轮寿命，构造了一个双主轴行星式弧齿锥齿轮指状铣刀盘方案设计系统。设计人员在结构设计时，首先要对新的设计问题进行分析，计算并审核零部件的结构参数，加工与检测，最终形成双主轴行星式弧齿锥齿轮指状铣刀盘的结构设计方案。同时。为了帮助企业立即实现盈利，运用现有的机床进行改造，设计方案规范化，提高企业竞争力。     

网络化螺旋锥齿轮齿面加工集成制造系统

网络化螺旋锥齿轮齿面加工集成制造系统是在计算机网络技术、螺旋锥齿轮测量技术和螺旋锥齿轮数控加工技术综合运用的基础上而发展出来的,是今后世界螺旋锥齿轮齿面加工技术的发展潮流。文中介绍了它的工作原理、应用现状和发展前景;说明了与传统的螺旋锥齿轮加工方法相比其优点所在;阐述了实现网络化的螺旋锥齿轮齿面加工集成制造系统所需的软件、硬件和人员要求。     

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。     

主轴回转误差引入飞切加工表面微波纹的形成机理与解决方案

为分析超精密飞切机床加工表面微波纹的形成机理,研究了主轴回转误差信息提取与表面形貌仿真技术,获取微波纹误差来源并研究解决方案。首先,在超精密飞切机床主轴上搭载五通道在线电容位移检测系统,并对采集到的信号进行误差分析提取。然后,建立飞切加工表面微观形貌三维仿真模型,仿真分析主轴误差引入的加工表面微波纹,并与表面检测结果比对确定误差来源。最后,通过调整主轴电机控制系统抑制该误差。三维仿真和实测结果相吻合,证实超精密飞切机床主轴转速波动导致的回转误差造成了工件表面1 Hz左右的规律性条纹,对主轴转速控制系统进行数字化改造后,基本消除了该因素导致的表面微波纹,表面粗糙度从5 nm以上抑制到2 nm左右,PV值优于10 nm。超精密飞切机床主轴转速波动会对飞切加工表面微观形貌以及表面粗糙度产生显著影响,需至少控制在0.5 r/min以内。     

基于隐式Adams方法的螺旋曲面铣削系统稳定性预测研究

针对螺杆转子铣削过程中的铣削系统稳定性进行研究。首先通过模态试验获取刀具的模态参数。其次,根据盘铣刀铣削螺杆转子曲面原理建立三自由度铣削力模型和以线性时滞微分方程表示再生型颤振影响的铣削加工动力学模型,并对刀齿铣削周期进行离散。然后,提出基于隐式Adams对螺旋曲面铣削系统稳定性进行预测的方法,在利用隐式Adams方法对动力学方程进行数值求解的基础上,依据Floquet理论判断系统的稳定性,获得螺旋曲面铣削系统的稳定性叶瓣图。最终,根据稳定性叶瓣图选取加工参数进行试验,验证隐式Adams方法在螺旋曲面铣削系统的适用性。试验结果表明：数值求解结果与试验结果吻合程度较高,即采用的隐式Adams方法适用于螺旋曲面铣削系统的稳定性预测。     

一种改进的螺旋齿铣刀立铣切削力计算方法

计算铣削力是求解螺旋齿立铣加工动力学方程的一个重要的中间环节,普遍采用将刀具沿轴向离散成微元段逐个计算再求和的近似方法。基于线性切削力模型,通过变量替换将任意时刻判断刀齿是否进入切削区的窗函数从铣削力积分中消去,同时将铣削力积分上下限由整个轴向切入深度替换为实际进入切削区的刀刃段的方位角,得到可以直接计算的定积分。最后给出一种螺旋齿铣刀铣削力的解析计算表达式,在求解铣削动力学方程时能够简化铣削力的计算过程。仿真结果表明,该方法所需计算量与求解直齿铣削动力学方程相当,并且不存在刀具轴向离散导致的误差,能够有效提高螺旋齿立铣动力方程的求解效率。     

基于隐式Adams方法的螺旋曲面铣削系统稳定性预测研究EI北大核心CSCD

针对螺杆转子铣削过程中的铣削系统稳定性进行研究。首先通过模态试验获取刀具的模态参数。其次,根据盘铣刀铣削螺杆转子曲面原理建立三自由度铣削力模型和以线性时滞微分方程表示再生型颤振影响的铣削加工动力学模型,并对刀齿铣削周期进行离散。然后,提出基于隐式Adams对螺旋曲面铣削系统稳定性进行预测的方法,在利用隐式Adams方法对动力学方程进行数值求解的基础上,依据Floquet理论判断系统的稳定性,获得螺旋曲面铣削系统的稳定性叶瓣图。最终,根据稳定性叶瓣图选取加工参数进行试验,验证隐式Adams方法在螺旋曲面铣削系统的适用性。试验结果表明:数值求解结果与试验结果吻合程度较高,即采用的隐式Adams方法适用于螺旋曲面铣削系统的稳定性预测。     

包含刀具-工件多重交互与速度效应的铣削颤振稳定性分析

为研究刀具-工件多重交互与速度效应对铣削颤振稳定性的影响,建立了包含刀具-工件多重交互与速度效应的铣削动力学模型,阐明了无刀轴倾角状态下再生效应、过程阻尼、刀具结构模态耦合与速度效应的耦合作用对铣削颤振稳定性的影响规律,研究了不同径向浸入比下刀具-工件交互与速度效应对铣削稳定性的影响。结果表明,与只考虑再生效应的铣削动力学模型相比,当同时考虑再生效应、过程阻尼与刀具结构模态耦合时,得到的稳定性叶瓣图中颤振区域发生明显变化;当主轴转速较低时,刀具-工件之间的多重交互效应是影响铣削颤振稳定性的主要因素,速度效应对极限切深的影响可忽略不计;随着主轴转速升高,速度效应对极限切深的影响逐渐增大,稳定性叶瓣图中稳定区域呈逐渐减小趋势;在一定范围内,随着铣刀后刀面磨损带的增加,铣削极限切深逐渐增大;主轴转速一定时,径向浸入比相对较小的情况下过程阻尼对铣削稳定性的影响更加明显。采用铣削试验进行验证,结果表明,与传统动力学模型相比,构建的铣削动力学模型能够更加可靠地预测实际铣削状态。     

基于振源识别的高速微铣削机床状态研究

对介观尺度下三向正交的高速微铣削力混合信号提出一种有效的分离算法,从而获得高速微铣削力的真实信号及机床振动信号并基于此对机床状态进行分析。算法首先以信息量为处理标准将观测信号初步分离,再将分离得到的各分量信号作为行向量构造矩阵,最后对该矩阵进行以高斯性最大为度量的分离,逐一得到各激励源信号,并对其快速傅里叶变换得到频谱,结合机床结构及介观尺度下高速微铣削加工特点,识别微铣削力信号及机床状态信息。实验结果分析表明：该方法可成功对介观尺度下高速微铣削加工中主要激励源和机床状态进行有效识别。     

高速加工刀具及工艺参数分析

高速加工是新兴的切削技术,比正常加工的切削速度和进给速度高出5～10倍,大大地提高了零件的生产效率、加工精度,同时有效地降低了加工时间。在数控主轴控制技术不断升级改进过程中,如何适应高速切削的技术条件要求,对刀具进行合理优化参数设置,使工件材料符合加工要求,提高高速加工,使其适应于工厂生产需求,是实现现代制造业的基础。。该文针对数控加工不同材料,采用高速加工所运用的刀具几何参数、工艺参数的分析研究,为未来高速加工及应用提供有益的参考。     

基于COM组件的螺旋锥齿轮仿真系统实现方案

通过对机床仿真系统的模块化分析,提出了COM（Component Object Model）组件模式实现螺旋锥齿轮数控仿真系统的开发,用以在通用环境下快速地开发出高效可用的机床加工仿真系统。对不同语言环境下开发模块的整合和数据交换,共享作了分析。针对机床仿真加工的模块特征对模块的实现环境及外部接口均作了描述说明。最后,以5轴联动数控螺旋锥齿轮加工机床仿真系统的实现为例,验证了本文对机床仿真系统在多环境下通过COM组件技术实现的开发模式。     

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。     

机床用无线对刀和工件检测系统简介

Renishaw新型双功能测头光学信号传输系统，使用单一光学接收器，同时安装对刀测头和主轴测头，实现快速安装和无线机床环境。该系统可方便地加装到多种加工中心和数控铣床，为用户提供自动在机对刀、刀具破损检测、工件找正及工件检测功能。     

从机床运动学看创新轨迹

串联和并联运动学常规的数控加工方式,是将刀具相对工件的空间加工运动轨迹,按笛卡儿坐标分解为沿3个坐标轴线的移动矢量(X、Y、Z)和绕轴线的旋转矢量(A、B、C),再将分解结果编译为控制程序,通过机床驱动部件的运动,合成刀具与工件的相     

并联机床的设计简述

并联机床是90年代中期问世的新型数控加工设备,是安装刀具的动平台由多个支链联结到固定平台,通过这些支链上的主动副驱动平台运动以改变刀具在空间的位置和姿态,从而实现刀具对工件的进给运动.对并联机床的设计,主要从以下几个方面作简要的介绍:概念设计、运动学设计、力学问题、精度设计与运动学标定、数控系统、关键基础件.     

变速铣削稳定性预测的整体离散算法

在铣削过程中,颤振的发生通常会导致被加工工件表面粗糙、刀具快速磨损,甚至会损坏主轴系统,严重影响机床生产效率和产品精度。其中,再生颤振在实际铣削过程中最为普遍。基于再生颤振原理和离散算法进行颤振预测,针对变速铣削中的周期较长、系数变化明显等问题,提出一种应用于变速铣削过程的整体逼近的离散化算法,并分析算法收敛性。结果证明,此方法可提高计算效率和精度。     

基于VERICUT的五轴数控加工仿真研究

通过VERICUT的软件仿真平台,应用UG构建DMU50五轴数控加工机床的仿真模型,并输出驱动数控机床所需要的数控加工代码.针对五轴数控机床加工复杂零件容易发生的碰撞和干涉问题,在VERICUT软件中构建五轴机床,建立刀具库并设置各种关键参数,完成了五轴数控机床的仿真.利用VERICUT的自动比较功能来分析仿真结果,修改数控加工代码并进行机床加工.通过实际加工验证,加工出来的工件全部合格.     

指状铣刀加工螺旋锥齿轮工艺的研究

本文采用指状铣刀来加工螺旋锥齿轮,从加工原理、刀具、加工工艺,轨迹方程的建立、数控控制等几方面来研究,在实际生产过程中得到快速发展,特别是对大型（Ф≥1000．mr,m≥15mm）螺旋锥齿轮的加工具有革命性的创新意义,本课题的研究成果彻底改变了用刀盘加工螺旋锥齿轮的历史,使我国螺旋锥齿轮加工工艺推上了一个新的台阶,为发展我国大型高精度数控螺伞精切机的设计建立了坚实的理论基础。     

电火花电参数对工件加工质量的影响

航空发动机是复杂的工业产品,其对于数控加工要求较高。电火花数控机床是一种在航空发动零部件加工过程中使用较多的一种数控设备,其能够对一些复杂的型面工件进行加工。为提高电火花机床的加工质量需要对影响电火花机床加工质量的影响因素进行分析,本文在分析使用电火花机床加工电参数对工件质量的影响实验研究的基础上,通过对电火花机床加工过程中单一参数的改变来分析其对加工工件质量影响,总结分析了电火花机床各加工电参数(如极性、峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔等)对工件表面材料表面质量的影响。