主轴-刀柄和刀柄-刀具结合面参数对稳定性Lobe图的影响

为探索主轴-刀柄和刀柄-刀具结合面参数与立铣加工过程稳定性的关系,以主轴-刀柄和刀柄-刀具结合面参数辨识方法和两自由度立铣加工过程动力学模型为基础,研究了主轴-刀柄,以及刀柄-刀具结合面参数等因素对稳定性Lobe图的影响。结果表明:主轴-刀柄和刀柄-刀具结合面的直线刚度对稳定性Lobe图的影响最大,其他结合面参数对稳定性Lobe图均有不同程度的影响;和主轴-刀柄结合面参数相比,刀柄-刀具结合面参数尤其是转动刚度对稳定性Lobe图的影响更大。

机床相对动柔度劣化对稳定性Lobe图的影响分析

在机床各种形式的振动中,再生颤振具有最小的稳定极限切削宽度,换言之,机床抵抗再生颤振的能力最差。品质系数(Coefficient of Merit,COM)是切削力和切削表面法向相对位移之间的交叉频响函数最小负实部的函数,其大小直接反映机床抵抗再生颤振的能力。此外,在机床的连续使用过程中,品质系数COM会逐渐减小,进而影响机床再生颤振抗振能力。基于相对激振方法和四自由度立铣加工过程动力学模型,重点分析了机床相对动柔度劣化过程中品质系数COM的变化趋势,以及对加工过程稳定性Lobe图的影响。研究表明:随着机床相对动柔度的劣化,轴向极限切深ap逐渐减小,并有加速递减的趋势,这和机床品质系数的劣化趋势一致。因此,考虑机床相对动柔度对稳定性Lobe图的影响,才能确定更合适的工艺参数,保证切削过程的稳定性,提高加工效率。

数控立铣加工稳定性Lobe图计算方法研究

以立式数控铣床为研究对象,以刀尖频响函数预测模型和立铣切削过程动力学模型为基础,建立了立铣切削过程的动力学模型,得到了立铣切削过程稳定性Lobe图解析算法,计算出了立铣切削过程稳定性Lobe图。通过实验和预测稳定性Lobe图,得到他们的图形总体趋势一致,说明根据预测稳定性Lobe图选择切削参数,可以保证切削过程的稳定性。为研究主轴-刀柄结合面参数、刀柄-刀具结合面参数、刀具直径、刀具悬伸长度、切入角、切出角、切向切削系数以及径向切削系数等因素对稳定性Lobe图的影响提供了一种计算方法。

约束阻尼在车削加工振动抑制中的应用

提出了一种利用约束阻尼结构进行切削减振的方法。考虑切削过程中的自激振动和强迫振动对工件加工表面的影响,为了减小车削过程中的振动,建立了粘弹性阻尼约束结构,借助模态试验和最小二乘法,获得加工过程中刀具振动随时间变化的连续曲线,并利用粗糙度仪测试了工件的加工表面粗糙度;利用Matlab绘制了切削深度随主轴转速变化的Lobe图。研究结果显示,利用含有粘弹性阻尼约束结构的刀具系统进行切削加工可以减小刀具的振动、提高工件的加工表面质量和增加极限切削深度。

基于瞬时铣削力系数法的拼接模具铣削稳定性研究

在拼接模具铣削过程中,由于拼接过缝处硬度差的影响致使铣削力发生突变并加剧振动,进而降低工件表面质量和刀具的使用寿命。针对上述问题本文首先建立了拼接过缝区域的切屑厚度模型,分析了切屑厚度与铣削力系数的关系;然后运用基于Runge-Kutta法的全离散法求解铣削动力学方程,由于瞬时铣削力系数随切削参数的变化而变化,故基于该方法可获得上限和下限的多条稳定性预测曲线,并利用最小包络法形成上、下限的带状区域作为最终的稳定边界;最后综合运用时域、频域分析来验证铣削稳定性预测曲线的准确性。提出的稳定性预测模型可以为大型汽车覆盖件铣削加工过程提供理论参数依据,并解决铣削拼接处冲击载荷引起的振动问题。

多硬度拼接淬硬钢铣削动力学分析

颤振是金属切削加工过程中由于刀具和工件之间相互作用所产生的一种强烈的自激振动现象,会导致切削力幅值增加且发生剧烈波动,进而降低工件表面质量和刀具使用寿命。针对此问题,基于铣削过程稳定性预测分析方法建立多硬度拼接工件的动态铣削系统,对多硬度拼接模具铣削过程稳定性进行深入研究,实现了对拼接模具铣削加工过程颤振稳定域的仿真,进而研究了模态参数对稳定性叶瓣图形状的影响。最后通过时域分析、表面形貌和刀具磨损的研究,综合验证了稳定性预测曲线的精度。研究结果为多硬度拼接模具铣削加工提供理论基础,并设置合理的加工参数来实现金属最大切除率,为大型汽车覆盖件模具铣削加工提供理论依据及技术指导。