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。

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。

考虑过程阻尼的圆弧刃铣削淬硬钢极限切深

为了研究圆弧刃铣刀动态铣削过程中的过程阻尼情况,通过分析刀具结构的几何参数和工艺参数,对现有的模型进行整合优化,建立了圆弧刃铣刀过程阻尼的动态铣削数学模型.基于改进的数学模型,计算出后刀面侵入体积,并进行大量切削稳定极限实验,得到了高速下的极限切深.同时,应用Matlab和ANSYS软件解算得到铣削模态方程的过程阻尼系数,结合能量平衡方程,给出了淬硬钢耕犁力系数,进而预测极限切深.仿真结果表明,刀具后角和刃口半径对过程阻尼影响显著,预测极限切深与实验结果一致.

柔索驱动并联加工机构的力学建模与分析

针对柔索驱动并联加工机构,着重分析了该系统的固有频率及动力学响应特性。构建了系统瞬态时在切削力作用下的振动模型,解算出系统的固有频率;研究了系统的切削力模型和该力作用下的系统响应问题,基于龙格库塔法对系统的受迫振动模型进行数值求解.最后通过数值算例验证了该算法的可行性,并通过快速傅里叶变换(fast fourier transformation,FFT)将时域响应转变为频域解,分析了动平台质量和重心位置参数对系统稳定性的影响。

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。

圆角铣削动态切削力方向力系数的时变性研究

针对圆角铣削加工过程切削力不稳定问题,建立考虑再生颤振作用下的圆角铣削动态切削力模型,通过铣削过程中刀具相对于工件坐标的变化,推导切入、切出角随刀具角速度变化的计算公式,研究动态切削力的方向力系数的时变性问题,在仿真得到的颤振稳定性叶瓣图基础上,对圆角铣削在颤振条件下方向力系数的时变性处理的正确性进行验证,并分析了切削力系数及铣刀齿数对颤振稳定性的影响,为圆角铣削切削参数的选择提供了可靠依据。

三维切削中动态切削刚度的研究

在二维切削加工系统切削过程动刚度研究的基础上，通过对三维切削加工系统动力学模型的理论分析，给出了三维切削动刚度及动态切削力系数的解析表达式。

数控机床时变切削振动自适应稳定控制方法

针对数控机床切削过程中因不确定因素多,导致刀尖运动刚度和阻尼力难以保持恒定而造成的强振动问题,提出一种基于模态稳定的自适应稳定控制方法。模拟机床切削的连贯加工过程,获得影响最大的阻尼力和刚度系数;将其作为模糊动态振动表达模型的初始输入数值,通过响应函数得到二者在时变振动状态下的分布可能结果;利用置信函数得到阻尼和刚度系数的安全置信区间,以该区间作为判定依据,对超过区间的系数实行模态控制,完成切削振动的稳定控制。从切削振动的位移信号和声音信号2个方面进行仿真验,结果表明,该方法具有一定的可靠性和稳定性,可保证刚度和阻尼系数的状态恒定。

八机头数控雕刻机机头的动刚度分析

利用有限元软件ANSYS对八机头数控雕刻机切削力进行谐响应分析,首先求出八个主轴切削力在X、Y、Z方向的谐响应幅值变化曲线和数据,然后求出八个机头的动刚度并对其进行研究分析。

基于Matlab的薄壁零件铣削过程仿真

薄壁结构零件在加工过程中,极易发生变形和切削振动,这对提高加工质量和加工效率十分不利;利用MIKRON UCP800 DURO高速加工中心和相关仪器,针对2A12铝合金薄壁结构零件进行铣削实验,测得特定刀具和工件系统的动态铣削力系数;编制Matlab仿真程序,将仿真的力和试验测量的力进行比较,为进一步研究薄壁零件加工规律奠定了必要的基础。