结合与集成学习的钻削过程刀具状态实时监测

为了能够有效识别钻削过程中刀具的磨损状态,为工厂实际加工过程提供刀具磨损的及时预警,开发了一种基于LabVIEW的钻削刀具磨损状态监测平台。平台可以实现实时采集振动信号并进行时域、频域和时频域的特征提取和数据保存。通过将遗传优化算法、BP神经网络与集成学习结合,构建了GA-BP-Adaboost模型,借助LabVIEW与MATLAB混合编程实现了模型搭建。最后,经过钻削实验分析实时信号及其多种特征对钻头刀具磨损状态的的表征情况,选择三层小波包分解的1、6、8频带作为模型的输入数据训练模型,经测试,模型的分类精度在90%以上。同时,平台的实时响应时间不超过3 s,可以满足实际加工过程的要求。

数控铣削过程有约束广义预测控制解析算法

通过分析性能指标函数和约束条件的特点，提出并证明了两个关于有约束广义预测控制性质的定理，进而提出了一种解析算法，并将其成功地应用于数控铣削过程．计算机仿真和切削试验表明，算法效率高且输出性能良好．

基于瞬态特征的钻削过程与监控信号映射模型

为实现批量钻削工序质量在线监测和分析,根据钻削加工特性、切削刃与工件的接触受力状况以及多维监控信号的分析,将一个钻削过程划分为7个阶段。通过分析实验中功率信号和声信号在钻削过程中各阶段的变化特征,采用离散RMS分析和离散求导方法进行特征识别,提取与钻削过程7个阶段相对应的功率和声信号变化特征点,并建立钻削过程与监控信号的特征映射模型。研究结果表明:该模型可在0.7%的时间误差范围内找到钻刃刃尖切入特征点,0.05%的时间误差范围内找到钻刃完全切入特征点,1.2%的时间误差范围内找到钻刃刃尖切出特征点以及1.1%的时间误差范围内找到钻刃完全切出特征点,因此,可在1.2%左右的时间误差范围内,建立监控钻削加工过程中功率信号和声信号与钻削过程在时间上的同步映射关系。该模型可用于钻削过程与监控信号映射机理的进一步研究。

铰削过程有限元仿真及优化

在发动机气门导管加工过程中,焊接式铰刀几何参数对铰削过程中切削力、切削温度、刀具损伤等有显著影响。提出一种结合快速参数化建模、有限元仿真及多目标优化的试验方法来得到最优的刀片几何参数。首先通过Python语言进行刀片和工件几何参数化建模的二次开发;其次采用单因素试验法分析不同刀片几何参数对切削力、切削温度的影响趋势;最后结合正交试验法与响应曲面法建立了以切削力及切削温度为目标的函数,通过Fmincon优化模型得到刀片几何参数最优解。该研究方法有效的提高了刀具设计的效率,并对焊接式铰刀几何结构设计具有重要指导意义。

基于多感知信息的数控铣削过程智能控制

首次提出基于多感知信息的数控铣削过程智能控制方法．首先，使用分频采样技术，从测力仪分别采集代表铣削力和振动的信息．其次，依据铣削力信号，用模糊逻辑控制，通过改变进给速度实现恒力加工；同时由振动信号的功率谱判断有无颤振发生，并在颤振发生时辨识主振频率，计算最优主轴转速，进而达到实时抑制再生颤振的目的，最后提出试验方案，并实际验证所提方法的可行性．

钻削过程声发射信号模型的理论研究

目的分析钻削过程中钻头的磨损形式和声发射源及其数学模型．方法用声发射信号与钻削过程的理论关系，研究钻削过程中各塑性变形区的塑性功功率数学表达式．结果给出平稳钻削过程中伪随机声发射信号的能量指标（均方值）和外部加工参数之间的数学模型．结论为进一步利用声发射信号监测钻削过程奠定了理论基础．

基于Deform 3D的钻削过程模拟

采用有限元分析软件Deform 3D对钻削过程进行了模拟仿真,建立了适应于钻削过程的三维有限元模型,给出了仿真中相关参数的设置原则,分析预测了钻削过程中工件的载荷、温度变化。将仿真数据和传统经验公式计算结果进行了对比与分析,验证了Deform 3D对钻削过程仿真的有效性和正确性,也为钻削工艺参数的优化奠定了基础。

金属切削过程中的稳定性分析

本文对于金属切削这一生产过程中所出现的不稳定问题,利用频率特性法中的奈氏判据,对其进行分析。

深孔加工中BTA钻分屑形式及钻削过程

介绍了BTA钻的分屑形式与钻削过程,进行了BTA钻的深孔钻削试验,分析了单齿钻和错齿钻的钻削过程及形成的孔底形状,并分别对比分析了单齿钻和错齿钻的切屑形态及钻削力。结果表明:与单齿钻相比,错齿钻分屑效果较好且定心作用较强,但切屑形态不佳,堵屑现象严重;错齿钻的钻削力小于单齿钻,钻削过程比较稳定。

SiC_p/Al复合材料薄壁板钻削过程中的动力学特性变化研究

应用ABAQUS软件仿真研究钻削过程对高体分小颗粒SiCp/Al复合材料薄壁板固有特性变化的影响。结果表明:钻削过程中内孔的结构变化对试件固有频率和振型影响不大,钻孔前和钻孔后试件前5阶的固有频率均随厚度的增加呈直线上升趋势。在钻孔直径较小时,钻孔直径对固有频率影响不大;当钻孔直径超过试件边长的1/3时,第1阶固有频率随钻孔直径呈明显上升的趋势,其余4阶固有频率在钻孔直径大于试件边长的1/2后,随钻孔直径的增大而增加;当钻孔直径小于30mm时,试件第1阶固有振型为整体振动,钻孔直径达40mm后,第1阶振型呈弧形局部振动,试件2~5阶为局部振动,且在钻孔直径大于一定值后,振型向局部弧形振动变化。试件厚度对固有振型的影响不大。

在镗削过程中改变切削直径——英国伊瓷(ITS)数控径向进给系列镗头

由英国伊瓷(ITS)公司设计制作的数控径向进给系列镗头被广泛地应用在卧式镗铣床、落地式镗床及带有镗杆伸缩功能的各种机床上,完成对箱体、阀门、铸件、模具及其他复杂零件的变径镗削加工。

J-C本构模型参数对45钢钻削仿真结果的影响规律

基于AdvantEdge FEM软件建立了45钢钻削过程的有限元数值仿真模型,通过单因素仿真试验获得了一组用标准麻花钻钻削45钢工件时的扭矩、轴向力、钻削温度和切屑形态仿真数据,并据此研究了45钢J-C本构模型的5个参数(屈服强度、硬化模量、应变率敏感系数、温度软化系数、应变硬化指数)对钻削过程数值仿真结果的影响。结果表明,45钢J-C本构模型的5个参数对其钻削过程数值仿真结果的影响具有明显的规律性。在给定的工艺参数与工件材料J-C本构模型的5个参数的取值范围内,扭矩、轴向力与钻削温度受屈服强度、硬化模量、温度软化系数的影响较大;切屑卷曲半径的变化主要受屈服强度、温度软化系数、应变硬化指数的影响,与参数硬化模量、应变率敏感系数的关系不大。该结果对调整与优化用于钻削过程有限元数值仿真的工件材料J-C本构模型参数,获得准确的钻削过程数值仿真结果有一定的参考价值。

麻花钻的受力状态对钻削稳定性的影响

分析了钻削过程中麻花钻的受力情况,讨论了作用在麻花钻上的力和力矩、单元力和力矩以及动量矩对钻削稳定性的影响,提出了提高孔加工精度的措施。

基于DEFORM的钻削力预报研究

应用Deform软件的单元去除技术和网格自适应重划技术,考虑工件材料的机械物理性能随温度的变化和流动应力受应变、应变速率和温度影响的特性来模拟材料的非线性,建立了适于钻削过程的三维有限元模型,分析了钻削加工中切削用量对切削力的影响规律;并采用YD-21/4动态电阻应变仪进行了钻削实验,验证了仿真结果的正确性和可靠性。

轴向振动钻削仿真系统的研究与实现

提出了轴向振动钻削仿真系统的总体结构,详细论述了轴向振动钻削仿真的关键技术及实现方法。该系统采用Pro/E对钻头部件进行几何建模,然后利用OpenGL和VC++将3ds文件导入仿真环境,利用布尔减运算,实时模拟工件材料的去除加工过程,从而模拟整个轴向振动钻削过程。

实时镗削监控和特征信号的提取

制造过程中信号的分析和特征信号的提取是系统运行状态监测的关键技术。为保证在线监测的准确性和故障诊断的可靠性 ,文章讨论了适于镗削过程特点的监测传感器的选择。

剃齿加工过程的研究

用显微镜观察被剃齿轮已加工表面形貌和剃屑形状，对剃削过程进行分析可知，剃削过程是剃齿刀齿面和齿轮待加工表面在空间干涉．在剃削运动作用下．剃齿刀切削刃将齿轮待加工表面的干涉部份切去．包络出齿轮已加工表面。

轴向振动钻削中T_c/T的研究

通过振动切削理论与实践的研究可知,Tc/T与加工效果紧密联系。本文给出在轴向振动钻削过程中Tc/T的计算式,论证了此时为了达到振动切削的加工效果,Tc/T不易象在切削速度方向振动切削那样达到1/3甚至更小的值,并且,Tc/T与振动切削效果失去了直接的关系,故在这种振动切削加工研究中,不必再考虑其影响。