考虑主轴-刀柄结合面特性的机器人铣削系统刀尖频响预测研究

针对机器人铣削系统刀尖频响具有位姿依赖特性,导致机器人变位姿加工时稳定性难以准确预测、加工颤振难以有效控制的问题,提出一种考虑主轴-刀柄结合面接触刚度的机器人铣削系统刀尖频响预测方法。基于欧拉拉格朗日法与吉村允孝单位面积法,分别构建了机器人本体动力学模型与主轴-刀柄结合面接触刚度模型,进而基于有限元主副自由度理论将机器人本体动力学模型与主轴-刀柄结合面接触刚度模型结合,构建了机器人铣削加工系统刀尖频响预测模型。开展了机器人不同位姿下刀尖频响预测验证实验,结果表明,仿真与实验得到的刀尖频响函数相比,固有频率最大误差为6.63%,对应幅值最大误差为9.80%,验证了所提出的预测模型的准确性,证明了该模型能够实现机器人任意位姿下的频响函数准确预测。

45CrNiMoVA钢脉冲磁处理的强化机理

采用脉冲磁场对珠光体态和回火马氏体态45CrNiMoVA钢分别进行了磁化处理,基于纳米压痕实验结果,分析了脉冲磁处理对残余应力、硬度和弹性模量的影响规律;基于磁滞回线的测量和磁力显微镜的观察结果,分析了脉冲磁处理对磁畴微观组织结构的影响。结果表明,脉冲磁处理能够引起试样表面残余压应力增加;脉冲磁处理后珠光体态和回火马氏体态45CrNiMoVA钢硬度分别增加1.85%和1.84%;脉冲磁处理对珠光体态下的弹性模量影响较小,但对回火马氏体态下的弹性模量影响较大,脉冲磁处理后回火马氏体态的弹性模量增加4.48%;磁化过程中,磁畴运动引起微区材料的应力应变是导致材料力学性能强化的主要机制。