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基于BP神经网络的球头铣刀铣削力建模与仿真 被引量:15
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作者 张臣 周儒荣 +1 位作者 庄海军 周来水 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第20期1791-1794,共4页
将BP神经网络的理论和算法应用于球头刀具铣削力建模的研究中。采用LM算法建立了铣削力预测的神经网络模型,模型中考虑了影响铣削力的加工参数,选取铣削力试验数据对神经网络模型进行训练,用训练好的神经网络模型对铣削力进行仿真。仿... 将BP神经网络的理论和算法应用于球头刀具铣削力建模的研究中。采用LM算法建立了铣削力预测的神经网络模型,模型中考虑了影响铣削力的加工参数,选取铣削力试验数据对神经网络模型进行训练,用训练好的神经网络模型对铣削力进行仿真。仿真结果表明,用BP神经网络方法建立的铣削力模型能够对铣削力进行准确的预测。 展开更多
关键词 铣削力 BP神经网络 仿真 球头铣刀
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球头铣削切削力预测模型的解析计算 被引量:10
2
作者 李作丽 赵军 +1 位作者 王素玉 孟辉 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2005年第1期76-78,共3页
针对用于加工复杂曲面的球头铣刀,首先建立刀具刃口曲线的空间模型,然后从理论出发分析离散单元的铣削力的变化,最终建立了一个适用于球头铣刀铣削的三维铣削力模型。该模型包括球头铣刀的几何特征和铣削力的计算。利用该模型,可对在不... 针对用于加工复杂曲面的球头铣刀,首先建立刀具刃口曲线的空间模型,然后从理论出发分析离散单元的铣削力的变化,最终建立了一个适用于球头铣刀铣削的三维铣削力模型。该模型包括球头铣刀的几何特征和铣削力的计算。利用该模型,可对在不同切削参数下的铣削过程的切削力进行预测。 展开更多
关键词 铣削力 模型 球头铣刀
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基于铣削力仿真的离线进给速度优化技术 被引量:11
3
作者 张臣 周来水 +1 位作者 安鲁陵 周儒荣 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期358-363,共6页
为提高数控加工效率和改善加工质量,针对数控铣削加工参数优化问题,以球头刀具为研究对象,提出基于铣削力仿真的离线进给速度优化方法。提出的方法通过建立各个加工工序相应的铣削力优化目标模型,采用铣削力仿真的手段,预测数控铣削加... 为提高数控加工效率和改善加工质量,针对数控铣削加工参数优化问题,以球头刀具为研究对象,提出基于铣削力仿真的离线进给速度优化方法。提出的方法通过建立各个加工工序相应的铣削力优化目标模型,采用铣削力仿真的手段,预测数控铣削加工中产生的瞬时铣削力,根据各个加工工序建立的铣削力优化目标控制加工过程中瞬时铣削力的变化,以提出的给定最大铣削力、给定参考铣削力和给定铣削力范围方法对各个工序进给速度进行优化。给出了各进给速度优化方法的具体实现步骤,进给速度优化后自动修改NC(Numerical Control)程序反映优化结果。应用实例证明了提出的基于铣削力仿真的进给速度离线优化算法的有效性。 展开更多
关键词 铣削加工 球头刀具 铣削力仿真 进给速度离线优化
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基于球头铣刀在斜面加工中的参数编程研究 被引量:12
4
作者 郭德桥 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第5期98-100,共3页
斜面在数控加工中精度要求越来越高,但很多编程人员对球刀开始的下刀位置和逐层铣削的Z向增量直接凭经验选取,无法有效控制斜面的加工精度。因此在手工编程时必须通过建立数学模型,利用三角函数先推导出相关参数的表达式,准确计算初始... 斜面在数控加工中精度要求越来越高,但很多编程人员对球刀开始的下刀位置和逐层铣削的Z向增量直接凭经验选取,无法有效控制斜面的加工精度。因此在手工编程时必须通过建立数学模型,利用三角函数先推导出相关参数的表达式,准确计算初始刀位刀尖点的Z坐标值,再根据斜面表面粗糙度要求计算出等高加工时Z方向的增量值。文章以FANUC 0i系统为例,完成了斜面数控加工的参数编程,并通过实际生产验证,解决了斜面数控加工精度难保证的问题。 展开更多
关键词 球头铣刀 斜面 参数编程
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基于Z-MAP方法的球头铣刀铣削力的建模 被引量:11
5
作者 董永亨 李淑娟 +3 位作者 洪贤涛 李鹏阳 李言 李旗 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第19期201-212,共12页
瞬时刚性切削力的建模是铣削加工物理仿真的基础,然而,球头铣刀的刀齿形状复杂,加工过程中姿态多变,瞬时刚性铣削力的建模难度较大。在考虑刀具姿态调整的情况下,通过齐次坐标变换建立了刀齿的运动轨迹,提出了一种识别刀具和工件瞬时接... 瞬时刚性切削力的建模是铣削加工物理仿真的基础,然而,球头铣刀的刀齿形状复杂,加工过程中姿态多变,瞬时刚性铣削力的建模难度较大。在考虑刀具姿态调整的情况下,通过齐次坐标变换建立了刀齿的运动轨迹,提出了一种识别刀具和工件瞬时接触区的改进Z-MAP算法,通过计算当前刀齿的参考线与工件的边界面或刀齿扫掠面的交点求出瞬时未变形切屑厚度,并采用非线性回归的方法辨识了切削力系数,在此基础上使用微元积分法建立了瞬时切削力的计算模型。为了验证仿真模型的可靠性,分别进行了垂直加工和倾斜加工试验,试验和仿真结果具有较高的一致性,表明该建模仿真方法是有效的,可以为实际加工中参数的选择和优化提供理论依据。 展开更多
关键词 球头铣刀 铣削力 刀-工切触状态 未变形切屑厚度
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关于二轴联动数控加工球头铣刀的几点说明 被引量:9
6
作者 任秉银 唐余勇 陈维方 《工具技术》 北大核心 2001年第5期9-11,共3页
指出了二轴联动数控加工采用与轴线成定角螺旋刃口的球头铣刀时存在的设计与制造难题 ,并给出了相应的处理方法及相关模型 ,计算机虚拟制造结果验证了该方法的正确性和可行性。
关键词 球头铣刀 数控加工 刃口曲线 螺旋沟槽 二轴联动 数控加工
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1Cr18Ni9Ti不锈钢斜面铣削力的实验研究 被引量:8
7
作者 田美丽 徐燕申 谢艳 《机床与液压》 北大核心 2006年第8期51-53,80,共4页
阐述了1Cr18N i9Ti不锈钢的切削特性,应用正交试验法进行了球头刀铣削1Cr18N i9Ti不锈钢斜面铣削力实验,以铣削速度、铣削深度、进给量、行间距和斜面与水平面的夹角为试验因素,以球头刀斜面铣削力为试验指标。根据实验结果,回归得出了... 阐述了1Cr18N i9Ti不锈钢的切削特性,应用正交试验法进行了球头刀铣削1Cr18N i9Ti不锈钢斜面铣削力实验,以铣削速度、铣削深度、进给量、行间距和斜面与水平面的夹角为试验因素,以球头刀斜面铣削力为试验指标。根据实验结果,回归得出了预测1Cr18N i9Ti不锈钢斜面铣削力的模型,并分析了各试验因素对铣削力的影响规律,最后给出了球头刀铣削1Cr18N i9Ti不锈钢斜面时的推荐铣削参数值,并将其应用于不锈钢搅拌桨叶片加工。 展开更多
关键词 铣削力 球头铣刀 铣削参数 正交试验
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球头铣刀切削力模型的研究进展 被引量:6
8
作者 孙孟琴 翁泽宇 《工具技术》 北大核心 2006年第9期7-9,共3页
综合评述了国内外对球头铣刀切削力模型的研究成果及发展动态,重点介绍了球头铣刀铣削力的经验系数建模、理论建模和自动化加工铣削力建模方法。
关键词 球头铣刀 切削力 建模
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基于能量法的球头铣刀力学建模技术的研究 被引量:2
9
作者 李水进 金仁成 +3 位作者 周云飞 周济 唐小崎 贾瑜 《应用科学学报》 CAS CSCD 2000年第3期246-250,共5页
从球头铣刀切削过程中能量不变这一机理出发,系统地研究了球头铣刀切削刀的力学性能,并以严格的数学手段推导出一种基于能量法的新型力学模型,以克服目前国内外铣刀力学建模主要依赖于正交切削实验的缺陷.试验结果表明本文所提出的... 从球头铣刀切削过程中能量不变这一机理出发,系统地研究了球头铣刀切削刀的力学性能,并以严格的数学手段推导出一种基于能量法的新型力学模型,以克服目前国内外铣刀力学建模主要依赖于正交切削实验的缺陷.试验结果表明本文所提出的力学模型能精确地预测球头铣刀切削时的三向受力,具有重要的工程实用价值. 展开更多
关键词 球头铣刀 斜角切削 铣削力 力学建模
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考虑刀具尺寸效应和刀具跳动的球头铣刀五轴微细铣削力预测
10
作者 杨晨曦 闫正虎 +2 位作者 王卫 余成林 朱霄 《工具技术》 北大核心 2024年第1期58-65,共8页
五轴微细铣削技术广泛应用于微小型零件的精密加工过程。铣削力作为加工过程中最重要的参数之一,直接影响零件的加工精度、刀具磨损和加工过程中的振动等。在球头铣刀五轴微细铣削过程中,刀—工接触几何CWE(Cutter Workpiece Engagement... 五轴微细铣削技术广泛应用于微小型零件的精密加工过程。铣削力作为加工过程中最重要的参数之一,直接影响零件的加工精度、刀具磨损和加工过程中的振动等。在球头铣刀五轴微细铣削过程中,刀—工接触几何CWE(Cutter Workpiece Engagement)及未变形切屑厚度瞬态变化,使其求解过程变得复杂和困难。综合考虑不同前倾、侧倾角度下的刀—工接触几何,推导出考虑最小切屑厚度、刀具跳动和工件材料弹性恢复的未变形切屑厚度数学表达式,建立了五轴微细铣削力的预测模型,获得铣削力的仿真结果。进行五轴微细铣削实验获得实测铣削力,并与预测铣削力进行比较,结果表明,铣削力预测值与实测值误差均在20%以内,验证了铣削力预测模型的有效性。 展开更多
关键词 球头铣刀 刀—工接触几何 五轴铣削 微细铣削力
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球头铣刀余摆线加工表面形貌的建模与仿真研究 被引量:6
11
作者 董永亨 李淑娟 +3 位作者 李言 李鹏阳 杨振朝 辛彬 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第19期212-223,共12页
余摆线铣削因切削力小、表面质量和生产率高,而广泛应用于高速加工中。球头铣刀因适应性好,且姿态可灵活调整,而成为多轴加工复杂表面的常用刀具。然而,球头铣刀齿形复杂,余摆线铣削的运动轨迹方向不断变化,工件的材料去除和表面形貌的... 余摆线铣削因切削力小、表面质量和生产率高,而广泛应用于高速加工中。球头铣刀因适应性好,且姿态可灵活调整,而成为多轴加工复杂表面的常用刀具。然而,球头铣刀齿形复杂,余摆线铣削的运动轨迹方向不断变化,工件的材料去除和表面形貌的创成过程异常复杂,传统方法建模困难。提出一种球头铣刀余摆线加工表面形貌的数值仿真方法,根据齐次坐标矩阵变换原理建立刀齿的运动轨迹方程,通过改进Z-MAP算法完成了加工表面形貌的仿真。该算法通过建立刀齿微元的随动矩形包围圈和瞬时扫掠四边形,使用角度累加法快速地获取刀齿微元在单位时间步长内扫掠到的工件网格点,根据多元函数的泰勒公式,用线性插值的方法求出该网格点的高度坐标。仿真结果表明球头铣刀余摆线铣削的表面形貌整体上优于普通直线铣削。试验结果表明,在垂直和倾斜加工条件下,球头铣刀余摆线铣削获得的表面形貌与仿真结果具有较高的一致性,说明所提出的方法可以预测球头铣刀余摆线的加工表面形貌。 展开更多
关键词 球头铣刀 余摆线铣削方法 表面形貌 仿真 改进Z-MAP法
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紫铜小锥度锥形内腔类零件加工工艺研究
12
作者 蒋坤良 蔺广学 +6 位作者 张潮春 唐超 朱利 李欣懋 张明民 张瑞涛 姜铭 《工程与试验》 2024年第3期93-95,共3页
为加工出小锥度锥形类结构,基于车削、铣削加工原理,提出车削和铣削相结合的加工方法。首先建立车削锥形内腔零件数学模型,分析车削内形机理;依据球头铣刀刀刃排布数学模型,建立球头铣刀铣削锥形内腔的运动轨迹,分析小锥度锥形内腔结构... 为加工出小锥度锥形类结构,基于车削、铣削加工原理,提出车削和铣削相结合的加工方法。首先建立车削锥形内腔零件数学模型,分析车削内形机理;依据球头铣刀刀刃排布数学模型,建立球头铣刀铣削锥形内腔的运动轨迹,分析小锥度锥形内腔结构成形机理以及该方案的可行性,并得出锥形内腔车削深度与车刀直径、锥形内腔开口半径、锥形内腔开口角度有关的结论。在此基础之上,通过车削和铣削相结合的方法加工出了小锥度锥形内腔类结构。 展开更多
关键词 车削 铣削 锥形内腔 球头铣刀
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面向球头铣刀多轴铣削加工的铣削力系数辨识 被引量:5
13
作者 王博 黎柏春 +1 位作者 杨建宇 王宛山 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1630-1635,共6页
提出了一种适用于球头铣刀多轴铣削加工的铣削力系数辨识方法.首先,将剪切力系数考虑为轴向位置角κ的多项式函数,推导了基于平均铣削力的铣削力系数辨识模型.然后,设计了多组刀具轴线与工件表面夹角不同的槽切铣削实验来实现铣削力系... 提出了一种适用于球头铣刀多轴铣削加工的铣削力系数辨识方法.首先,将剪切力系数考虑为轴向位置角κ的多项式函数,推导了基于平均铣削力的铣削力系数辨识模型.然后,设计了多组刀具轴线与工件表面夹角不同的槽切铣削实验来实现铣削力系数辨识,以保证通过实验辨识得到的铣削力系数包含了球头铣刀不同姿态切削对铣削力的影响因素.最后,通过实验验证了该方法的正确性和可靠性.实验结果表明,该辨识方法相比于基于瞬时铣削力的辨识方法具有更好的抗干扰能力和更高的辨识精度,适用于球头铣刀多轴铣削加工的铣削力预测. 展开更多
关键词 球头铣刀 多轴铣削 铣削力 铣削力系数 系数辨识
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虚拟制造系统中球头铣刀的磨损预测 被引量:5
14
作者 张滢 徐晗 +1 位作者 杨者青 刘宝明 《工具技术》 北大核心 2006年第11期32-35,共4页
基于球头铣刀铣削方式及铣削参数的特点,应用微分理论基本方法提出了一种虚拟制造系统中球头铣刀磨损预测的数学模型,为提高虚拟制造系统的真实感和实时性奠定了基础;该模型预测的结果与铣削试验的测量结果基本吻合。
关键词 虚拟制造系统 刀具磨损 球头铣刀
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非数控加工球头铣刀的主干数学模型 被引量:5
15
作者 唐余勇 汪兴涛 鲍青山 《工具技术》 北大核心 2002年第3期19-21,共3页
汇总介绍了非数控加工球头铣刀前、后刀面的基本原理和主干数学模型 。
关键词 球头铣刀 非数控加工 前刀面 后刀面 主干数学模型
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双圆弧斜齿齿轮泵转子加工刀轨规划及仿真
16
作者 董庆伟 周群起 +1 位作者 李阁强 刘理想 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第3期214-217,223,共5页
针对双圆弧斜齿齿轮泵转子加工方法中存在的加工效率和精度比较低等问题,提出了利用球头铣刀在数控铣床上加工双圆弧斜齿齿轮泵转子的方法。研究目标是:根据双圆弧斜齿齿轮泵转子方程,结合空间啮合原理,建立了双圆弧斜齿轮的加工坐标系... 针对双圆弧斜齿齿轮泵转子加工方法中存在的加工效率和精度比较低等问题,提出了利用球头铣刀在数控铣床上加工双圆弧斜齿齿轮泵转子的方法。研究目标是:根据双圆弧斜齿齿轮泵转子方程,结合空间啮合原理,建立了双圆弧斜齿轮的加工坐标系,根据各坐标系之间的转换矩阵,建立了双圆弧斜齿齿轮泵转子的齿面方程,模拟使用球头铣刀进行加工过程,计算出加工刀具中心在平面和空间轨迹,同时给出判定球头铣刀不发生干涉的最大半径的方法。利用VERICUT软件建立虚拟制造环境并进行铣齿仿真加工,验证了双圆弧斜齿齿轮泵转子齿面数控加工方法的正确性及其可行性。 展开更多
关键词 双圆弧斜齿齿轮泵 齿轮建模 球头铣刀 仿真加工
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球头铣刀动力学模型及其铣削加工稳定性的研究 被引量:5
17
作者 孙孟琴 王立臣 《机床与液压》 北大核心 2012年第9期52-54,共3页
根据螺旋刃球头铣刀的几何模型,考虑切削加工时刀齿的有交切削区及再生效应,建立球头铣刀的单刃切削力模型;进行模态实验和参数识别,建立螺旋刃球头铣刀的动力学模型;在Matlab环境下,基于龙格-库塔法对球头铣刀铣削加工过程稳定性进行仿... 根据螺旋刃球头铣刀的几何模型,考虑切削加工时刀齿的有交切削区及再生效应,建立球头铣刀的单刃切削力模型;进行模态实验和参数识别,建立螺旋刃球头铣刀的动力学模型;在Matlab环境下,基于龙格-库塔法对球头铣刀铣削加工过程稳定性进行仿真,结果表明:该模型能很好地描述切削过程中的稳定性及振动等动学特性,对于实际铣削加工过程及实验机的优化设计具有指导意义。 展开更多
关键词 球头铣刀 动力学建模 铣削加工稳定性
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基于灰色系统理论的球头铣刀螺旋铣孔切削参数优化 被引量:5
18
作者 王海艳 陶克新 +2 位作者 王健宇 金天 吴东旭 《中国工程机械学报》 北大核心 2020年第4期348-353,共6页
螺旋铣孔工艺技术是适用于典型难加工材料的制孔工艺技术。本文基于球头铣刀钛合金螺旋铣孔试验,测量了三向切削力,分析了切削参数对径向力和轴向力的影响,以减小径向切削力、轴向力切削力和提高切削效率为优化目标。利用灰色系统理论... 螺旋铣孔工艺技术是适用于典型难加工材料的制孔工艺技术。本文基于球头铣刀钛合金螺旋铣孔试验,测量了三向切削力,分析了切削参数对径向力和轴向力的影响,以减小径向切削力、轴向力切削力和提高切削效率为优化目标。利用灰色系统理论计算了灰色关联系数、灰色关联度和平均灰色关联度,得出了试验范围内多目标优化的最优切削参数组合。 展开更多
关键词 球头铣刀 螺旋铣孔 灰色系统理论 工艺参数优化
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基于BP神经网络的球头铣刀恒力切削控制方法研究 被引量:1
19
作者 梁荣富 林朝光 +2 位作者 李泽亮 王柱 王天雷 《机电工程技术》 2023年第6期151-154,共4页
针对数控机床加工过程中的不可控制参数变化的问题,提出一种基于BP神经网络的球头铣刀恒力切削控制方法。分别建立铣削过程模型与BP神经网络控制模型,针对多指标变化导致恒力控制球头铣刀切削难以实施的问题,利用多层BP神经网络的自主... 针对数控机床加工过程中的不可控制参数变化的问题,提出一种基于BP神经网络的球头铣刀恒力切削控制方法。分别建立铣削过程模型与BP神经网络控制模型,针对多指标变化导致恒力控制球头铣刀切削难以实施的问题,利用多层BP神经网络的自主高度拟合特性,结合恒力控制多时刻切削力与相关伺服输入,实现自适应调节多指标完成恒力控制。其中,指标包含切削力、进给量、进给速度、背吃刀量。为进一步探究噪声对控制算法鲁棒性的影响,利用方波噪声对所建立的控制算法进行干扰实验,讨论控制算法的抗干扰能力。结果表明:所提出的控制方法能够对球头铣刀控制进行快速且精确的恒力跟踪,在切削深度加深后能自适应地调整切削力;在添加噪声的恒力控制中,所获得的仿真曲线与未添加噪声时保持一致,进一步证明了该方法的抗干扰能力。该控制方法具有较好的控制性能与鲁棒性。 展开更多
关键词 恒力切削 球头铣刀 BP神经网络 鲁棒性
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考虑刀具磨损的数控加工误差的预测研究 被引量:5
20
作者 曹焕亚 周纯江 《机电工程》 CAS 2008年第5期39-41,共3页
将刀具磨损引起的误差通过建立的误差模型进行预测,是虚拟制造中的一项关键技术。通过分析影响刀具磨损的切削参数,针对硬表面的加工材料建立了基于相对切削时间的球头铣刀磨损模型,提出了虚拟制造环境下考虑球头铣刀磨损的复杂曲面加... 将刀具磨损引起的误差通过建立的误差模型进行预测,是虚拟制造中的一项关键技术。通过分析影响刀具磨损的切削参数,针对硬表面的加工材料建立了基于相对切削时间的球头铣刀磨损模型,提出了虚拟制造环境下考虑球头铣刀磨损的复杂曲面加工误差预报方法。实验结果表明:该误差模型预报是有效的,并且为曲面加工误差预测、提高曲面加工精度和效率提供了理论依据。 展开更多
关键词 刀具磨损 球头铣刀 加工误差 预测
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