基于铣削加工仿真和现场数据的切削力系数挖掘方法

为提高切削力系数的辨识精度,提出了一种基于铣削加工仿真和现场数据的切削力系数挖掘方法。分别利用实验法和仿真分析法获得切削加工过程数据集。建立了基于刀具旋转周期的切削力系数挖掘方法,并将仿真数据作为数据挖掘的约束条件,分析了切削力系数的分布特性。研究结果表明:周期相关性切削力系数呈正态分布,可通过正态分布估计获得其准确数值。该方法可以有效地挖掘切削力系数,实现切削数据的准确转换。数据转换平均误差仅为3%,达到了实验标定效果,有效地提高了切削力系数辨识效率。

基于响应曲面法的难加工材料切削力系数预测与分析

针对飞机起落架用300M材料的切削加工,提出一种基于响应曲面法的难加工材料切削力系数预测方法,对预测结果进行了显著性分析,并探索了切削参数对切削力系数和切削力的影响规律。基于响应曲面法,将切削力系数表示为关于切削参数的二次多项式形式;利用平均切削力系数辨识模型得到不同切削参数组合300M正交实验的切削力系数常量,运用多元回归分析得到二次多项式函数中的系数,并进行方差分析和显著性检验;对切削力系数和切削力建立关于切削参数的响应曲面图进行分析。结果表明,300M切削力系数回归函数具有较高的预测精度,可用来预测特定切削参数下的切削力系数,切宽和每齿进给量主要对切削力系数K_(tc)和K_(rc)有较大影响,切深主要对切削力系数K_(ac)有较大影响。

车削加工随机切削力建模与预测研究

针对车削材料的非均匀性和多模态加工系统等实际加工条件,提出了一种预测随机切削力的模型。将确定性模型中的常数切削系数转化为平稳的高斯过程,采用随机模型对刀具振动和未切削切屑厚度进行了建模。通过实验估计了随机切削系数,并在任意时间尺度下利用随机微分方程进行有效模拟。结合随机模型与多模态动力学方程,对随机切削力进行了数值预测。为此建立了三模态加工系统,并对不同金属合金的工件进行了测试。结果表明估计的随机切削系数对切削参数不敏感,预测结果与实验结果在时域和统计域上具有较好的吻合性。在切削力无法在线测量的情况下,该模型可为刀具状态监测提供参考。

切向超声振动辅助成形磨削齿轮的切削系数建模与试验研究

通过对磨粒-工件的运动特性分析,研究了切向齿轮超声成形磨削过程中分离加工机理,建立了超声振动作用下磨粒-工件的切削系数模型,得到了加工参数(砂轮速度、进给速度、超声频率和超声振幅)对切削系数的影响规律。针对切向齿轮超声成形磨削分离加工的特点,进行了齿轮超声成形磨削和普通磨削加工试验,获得不同加工参数对磨削力、磨削温度、残余应力和表面粗糙度的影响规律,并对磨削后表面的微观组织进行分析。试验结果表明:与普通磨削相比,在超声磨削过程中,磨削力、磨削温度和表面粗糙度在一定程度上得到有效的降低。三者的降低幅度随着砂轮转速、进给速度的增加而减小,磨削力、磨削温度的降低幅度随着超声振幅的增加而增大,而表面粗糙度的降低幅度随着超声振幅的增加呈先增加后减小的趋势;同时,齿面的残余压应力得到提高,其增加幅度随着砂轮转速、进给速度的增加而降低,随着超声振幅的增加而增大。此外,超声磨削可以显著改善齿面的纹理状态和表层的显微组织,并实现晶粒的细化。

4Cr16Mo模具钢立铣加工过程中的切削力系数

在动态铣削力模型基础上,通过正交铣削实验分析了立铣4Cr16Mo模具钢时各加工参数对切向切削力系数Kt和径向切削力系数Kr的影响规律,以及切削参数的优化选择;采用二次多项式模型和偏最小二乘法对其进行回归分析.结果表明:对于Kt,径向切深对其影响最大,切削速度次之,每齿进给量的影响最小;而对于Kr,每齿进给量对其影响最大,径向切深次之,切削速度的影响很小.基于此,提出了减小切削力的简单有效办法,同时采用实验方法加以验证.

基于动态切削力系数的插铣加工过程稳定性研究

插铣过程中切削力系数随切削参数的改变而变化,但在切削力仿真和稳定性边界绘制过程中总假定切削力系数是不变的,这样使得预测结果误差较大。针对上述问题,以冲击式水轮机水斗材料0Cr13不锈钢插铣过程为研究对象,结合修正的插铣力模型,采用正交试验法、平均铣削力法及偏最小二乘法得到随切削参数变化的动态切削力系数模型。对模型系数标准化分析得到影响切削力系数tK、rK和aK大小的最主要因素分别为进给量、径向切宽和进给量。基于动态切削力系数对插铣加工过程切削力及稳定性进行了研究,使用恒定切削力系数、动态切削力系数分别得到切削力仿真与稳定性边界,验证试验结果表明动态切削力系数的仿真精度更高,结果为冲击式水轮机水斗插铣加工工艺优化和刀具设计提供理论支持。

确定三维切削动态切削力系数的新方法

建立了三维切削的三维动力学模型 ,通过对切削过程的动态分析 ,给出了一种确定动态切削力系数的稳态切削参数解析新方法 .该法适合于一般切削加工系统与条件 ,具有通用性 ,可以获得较完整的数据 .比较现有的其他方法 ,表明二维切削的动态切削力系数是本方法所确定的三维切削的动态切削力系数的特例 .最后给出正交切削和三维切削 2个实例 ,并与前人的研究成果相比较 。

R刀切削力系数辨识及动态切削力建模

现有端铣切削力模型是针对平头铣刀建立的,忽略了刀具几何外形对切削力系数及动态切削力的影响。通过对R刀几何外形分析,沿切削刃将铣刀进行离散化处理,对切削刃微元施用瞬时刚性力模型,通过坐标变换和数值积分获得R刀的动态切削力模型,推导出其切削力系数实验辨识公式。为验证模型的正确性,设计了仿真程序和切削实验,仿真和切削实验结果的一致证实了模型的正确性。

微铣削中考虑时变切削力系数的颤振稳定性预测

颤振问题严重制约了微铣床的加工效率和加工质量。加工过程中刀具的磨损使得系统的颤振稳定性预测精度逐渐降低。为解决上述问题,引入时变可靠性理论,并用Gamma过程描述刀刃半径随切削时间的变化关系。建立了系统的时变切削力、时变稳定性和时变可靠性模型,分析了给定条件下系统的颤振稳定性和颤振可靠度随加工时间的变化关系。给出了微铣削在高速铣削过程中在给定切深和主轴转速下系统的颤振时变稳定性和颤振时变可靠性的算例研究。研究表明:随着加工时间的增加系统的颤振稳定性逐渐降低,该方法能够更准确的预测出不同加工时间内系统的颤振稳定性。

基于切削电流系数的铣刀磨损状态监测

基于切削力系数的铣刀磨损状态监测方法提出了与切削参数独立的刀具磨损指标。由于存在干扰机床正常加工、实时性不佳、传感器安装不便和成本过高等问题,限制了其在实际工业环境中的应用。针对上述问题,结合切削力与主轴电流的关系,提出一种基于主轴切削电流系数的铣刀磨损状态监测方法。首先,融合切削力系数和主轴电流的优点,建立铣削电流模型;其次,根据切削电流模型进行切削电流系数辨识,记录新刀状态下切削系数;然后,使用切削系数实时估计相同加工工况下新刀切削电流,监测实际切削电流偏离估计值的程度,判断铣刀磨损状态;最后,通过实验与力信号对比验证该方法的正确性。实验结果表明,该方法可以替代基于切削力系数的磨损状态监测方法,能有效、实时、无干扰、便利和低成本地识别新刀、正常和严重3种磨损状态。

动态切削力系数的实用求法

通过理论分析，给出了一种新的DCFC的静态切削参数解析式，该方法可以不再进行专门的实验工作，简便易得，经济实用。实例比较，本方法所确定的结果具有良好的可信度。

切削力系数辨识的贝叶斯推断方法

快速标定斜角切削力系数的方法在切削力建模中得到了广泛应用,但该方法忽略了系数辨识过程中的不确定性因素。针对此问题,提出了一种基于贝叶斯推断的切削力系数辨识方法。推导了镶齿面铣刀铣削力解析模型,给出了快速标定斜角切削力系数的线性回归方法。通过马尔科夫链蒙特卡罗方法从切削力系数的后验分布中生成样本,然后基于贝叶斯推断方法评价切削力系数的变化。在给定的实验条件下,分别用线性回归方法和贝叶斯推断方法进行切削力系数辨识,将计算得到的铣削力与实验铣削力值进行对比,结果表明贝叶斯推断方法具有更高的预测精度。

NAK80模具钢铣削加工过程中切削力系数识别

在铣削加工过程中,切削力系数会影响加工表面质量和切削参数的选择。为了得到NAK80模具钢铣削加工切削力系数,建立了适应多种工况下的铣削力系数经验模型,通过正交铣削实验分析了立铣NAK80模具钢时各切削参数对三向铣削力系数的影响规律,并采用偏最小二乘法对铣削力系数的二次多项式经验模型进行识别。利用已建立的切削力模型和得到的铣削力系数对一组切削参数下的铣削力进行仿真分析,得出结果与实际实验对比吻合,验证铣削力模型的正确性。

基于工件表面误差的薄壁件切削力系数计算

切削力系数是计算评估机床切削力的重要参数之一。在对薄壁零件加工过程中的受力以及弹性变形进行分析的基础上,建立了基于加工零件表面误差求解切削力系数的理论模型。根据受力平衡原理,将三坐标测量的工件表面误差分配为工件和刀具弹性变形引起的误差,通过MATLAB工具代入理论模型求解切削力系数。通过将模型预测的切削力与实测切削力进行比较,结果显示模型预测的切削力波形吻合,预测切削力接近实测切削力的平均值。

一种新的切削刚度系数识别方法

在研究机床切削系统稳定性极限预测的过程中 ,切削刚度系数kc 的准确识别是其中最为关键的一项工作。文中在对刀架施加振动激励 ,变稳态切削为动态切削的基础上 ,以动态切削力为研究对象 ,推导切削刚度系数kc 的数学模型 ,并在切削试验中通过对动态切削力信号及其与振动位移信号相位差的测量 ,准确有效地识别切削刚度系数kc。试验结果表明 ,文中的切削刚度的识别方法可以为机床切削系统稳定性预测理论分析和试验研究提供更为准确的动力学参数。

计算法确定超硬钢镗削的切削力系数(英文)

研究了实际的精密镗削系统及其切削数据,用计算方法探讨了用于计算超硬钢镗削切削力的系数。

超硬钢镗削的切削力系数

通过对超硬钢精密镗削工艺系统及切削实验数据的分析研究,探讨超硬钢镗削的切削力系数。

球头铣刀切削刃存在差异的切削力系数辨识

为了准确辨识得到球头铣刀切削刃存在差异的切削力系数,提出结合平均铣削力方法和粒子群优化算法的辨识方法.首先,建立球头铣刀的铣削力模型,推导基于平均铣削力且忽略切削刃差异的切削力系数辨识模型.然后,以基于平均铣削力方法辨识得到的切削力系数为初值、最小化铣削力仿真结果和测量结果的偏差平方和为目标,引入修正系数为设计变量,设计基于粒子群优化的切削力系数修正算法.最后,进行仿真和实验验证,相关结果表明采用修正后的切削力系数不仅能准确地预测切削刃存在差异的铣削力峰值,而且具有更好的吻合度和精度.

用切削颤振试验测定无量纲切入系数

本文提出了利用切削颤振试验确定无量纲切入系数Ｃ这一新方法．该方法简单易行、重复性好，所测得的结果更能反映实际切削过程的动态特性．