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铣削加工过程稳定性分析 被引量:12
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作者 杨建中 李江威 +2 位作者 屈文晓 张栋 周金强 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期360-365,共6页
考虑刀具和工件的动态特性,建立了二维铣削加工过程的动力学模型,在此基础上,推导了稳定性叶瓣图绘制的公式。通过仿真,分析了模态参数对稳定性叶瓣图形状的影响。结果表明:刚度和阻尼率影响叶瓣图的纵向形状,固有频率影响叶瓣图的横向... 考虑刀具和工件的动态特性,建立了二维铣削加工过程的动力学模型,在此基础上,推导了稳定性叶瓣图绘制的公式。通过仿真,分析了模态参数对稳定性叶瓣图形状的影响。结果表明:刚度和阻尼率影响叶瓣图的纵向形状,固有频率影响叶瓣图的横向形状,叶瓣图的主要形状由动刚度最小的模态决定。 展开更多
关键词 铣削加工 稳定性 叶瓣图 模态参数
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Vibration suppression of thin-walled workpiece machining considering external damping properties based on magnetorheological fluids flexible fixture 被引量:10
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作者 Ma Junjin Zhang Dinghua +2 位作者 Wu Baohai Luo Ming Chen Bing 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第4期1074-1083,共10页
Milling of the thin-walled workpiece in the aerospace industry is a critical process due to the high flexibility of the workpiece. In this paper, a flexible fixture based on the magnetorheological (MR) fluids is desig... Milling of the thin-walled workpiece in the aerospace industry is a critical process due to the high flexibility of the workpiece. In this paper, a flexible fixture based on the magnetorheological (MR) fluids is designed to investigate the regenerative chatter suppression during the machining. Based on the analysis of typical structural components in the aerospace industry, a general complex thin-walled workpiece with fixture and damping constraint can be equivalent as a rectangular cantilever beam. On the basis of the equivalent models, natural frequency and mode shape function of the thin-walled workpiece is obtained according to the Euler-Bernoulli beam assumptions. Then, the displacement response function of the bending vibration of the beam is represented by the product of all the mode shape function and the generalized coordinate. Furthermore, a dynamic equation of the workpiece-fixture system considering the external damping factor is proposed using the Lagrangian method in terms of all the mode shape function and the generalized coordinate, and the response of system under the dynamic cutting force is calculated to evaluate the stability of the milling process under damping control. Finally, the feasibility and effectiveness of the proposed approach are validated by the impact hammer experiments and several machining tests. (C) 2016 Production and hosting by Elsevier Ltd. on behalf of Chinese Society of Aeronautics and Astronautics. 展开更多
关键词 Chatter Machining vibration suppression MILLING stability lobe diagram Thin-walled workpiece
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Chatter stability prediction in four-axis milling of aero-engine casings with bull-nose end mill 被引量:9
3
作者 Zhou Xu Zhang Dinghua +1 位作者 Luo Ming Wu Baohai 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第6期1766-1773,共8页
An analytical model for chatter aero-engine casings is presented in this paper stability prediction in bull-nose end milling of And the mechanics and dynamics variations due to the complex cutter and workpiece geomet... An analytical model for chatter aero-engine casings is presented in this paper stability prediction in bull-nose end milling of And the mechanics and dynamics variations due to the complex cutter and workpiece geometry are considered by analyzing the effects of the lead angle on the milling process. Firstly, the tool-workpiece engagement region is obtained by using a previously developed method and divided into several disk elements along the tool-axis direction. Secondly, a 3D dynamic model for stability limit calculation is developed and simplified into a 1D model in normal direction considering only the dominant mode of the workpiece. Then the cutting force coefficients, the start and exit angles corresponding to each disk element are determined. And the total stability lobe diagram is calculated using an iterative algorithm. Finally, several experimental tests are carried out to validate the feasibility and effectiveness of the proposed ~rediction approach. 展开更多
关键词 Aero-engine casings Bull-nose end mill Chatter Four-axis milling stability lobe diagram
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面向数控机床运行状态的切削稳定性预测研究 被引量:10
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作者 邓聪颖 苗建国 +3 位作者 殷国富 王玲 冯义 赵洋 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期184-191,共8页
切削加工过程中出现的颤振失稳现象,是限制机床加工质量和加工效率的主要因素。传统切削稳定性预测模型大多基于机床静止状态下的动力学特性,并采用恒定的切削力系数表征不同的切削条件。但在加工过程中,系统动力学特性和切削力系数会... 切削加工过程中出现的颤振失稳现象,是限制机床加工质量和加工效率的主要因素。传统切削稳定性预测模型大多基于机床静止状态下的动力学特性,并采用恒定的切削力系数表征不同的切削条件。但在加工过程中,系统动力学特性和切削力系数会随着主轴转速等影响因素而变化,导致预测的切削稳定性叶瓣图在实际工程运用中出现偏差。针对机床运行状态下切削稳定性的准确预测问题,提出一种切削稳定性叶瓣图修正方法。该方法以刀具系统动力学特性与切削力系数为研究对象,首先建立主轴转速样本信息,将考虑转速效应的主轴轴承运行刚度写入机床有限元模型中,获取刀尖频率响应函数及其对应的各阶模态参数,以此结合模态拟合法和插值算法重构任意转速下的刀尖频响函数,同时以各切削参数为变量构建切削力系数响应面预测模型,进而将与转速对应的刀尖频率响应函数和不同切削条件下的切削力系数作为传统切削稳定性预测模型的输入,并通过结合自适应粒子群算法共同求解各转速下的极限切削深度,从而在全转速范围内绘制切削稳定性叶瓣图。将该方法应用于1台3轴立式加工中心的实际工序中,采用多组预测的无颤振切削参数进行切削实验,并通过切削力信号的频谱分析判定切削过程中未出现颤振,验证了稳定性叶瓣图修正方法的有效性,为无颤振切削参数的合理选择奠定了技术支持。 展开更多
关键词 切削稳定性 稳定性叶瓣图 运行状态 切削参数
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分离型纵-扭复合超声铣削的稳定性分析 被引量:8
5
作者 唐军 赵波 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1318-1325,共8页
基于运动合成原理,分析了分离型纵-扭复合超声铣削加工的运动特点,阐明了其具有降低切削力、促进切屑排出以及延长刀具使用寿命的实质;基于结构动力学原理,考虑纵-扭复合超声振动对铣削系统动态特性的影响,建立了分离型纵-扭复合超声铣... 基于运动合成原理,分析了分离型纵-扭复合超声铣削加工的运动特点,阐明了其具有降低切削力、促进切屑排出以及延长刀具使用寿命的实质;基于结构动力学原理,考虑纵-扭复合超声振动对铣削系统动态特性的影响,建立了分离型纵-扭复合超声铣削加工的动力学模型和稳定域的解析模型,在此基础上应用MATLAB 7.1软件进行数值分析获得了切削系统的稳定性预测图谱(即叶瓣图);利用碳纤维复合材料进行分离型纵-扭复合超声振动铣削试验研究,试验结果与数值计算结果基本一致,验证了理论模型与稳定性叶瓣图的正确性。 展开更多
关键词 机械制造工艺与设备 超声波加工 纵扭复合振动 稳定性 叶瓣图
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基于接触区域的球头铣刀颤振稳定域预报方法研究 被引量:8
6
作者 代月帮 魏兆成 +1 位作者 李宏坤 张孟哲 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期52-61,共10页
运用半解析法精准搭建出球头铣刀与工件接触区域边界的投影方程,对铣削系统时滞动力学方程进行全离散时域数值求解,在单齿周期内球头铣刀视为圆弧切削的基础上,通过接触区域投影和切削刃投影不同时刻的关系,确定出数值求解方程中所需要... 运用半解析法精准搭建出球头铣刀与工件接触区域边界的投影方程,对铣削系统时滞动力学方程进行全离散时域数值求解,在单齿周期内球头铣刀视为圆弧切削的基础上,通过接触区域投影和切削刃投影不同时刻的关系,确定出数值求解方程中所需要的瞬时参与切削刀刃的实际切削部位,利用Floquet定理获得了不同转速下的临界切削深度,构建出了高精度的球头铣刀颤振稳定域叶瓣图,并在三轴数控机床上进行了试验验证,试验结果与预测结果相符合,表明了该方法的正确性。同时,与传统方法相比,这里所提供的方法拥有较高的预测精度,最后分析了不同参数对颤振稳定域的影响规律,为叶瓣图指导实际加工奠定了基础。 展开更多
关键词 颤振 球头铣刀 接触区域 稳定域叶瓣图
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基于振动模型的掘进机截割系统稳定性预测 被引量:3
7
作者 谢苗 王贺 +4 位作者 刘杰 任泽 刘治翔 孟庆爽 朱昀 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期563-571,623,624,共11页
掘进机截割过程受动态径向和轴向载荷影响,截割臂会产生水平和竖直方向的摆动,摆动截割过程由煤岩反作用力产生的截割振动对截齿冲击最大,其振动量大小直接影响截割头的稳定性。为判断截割过程截割载荷是否稳定,首先,基于岩石断裂力学... 掘进机截割过程受动态径向和轴向载荷影响,截割臂会产生水平和竖直方向的摆动,摆动截割过程由煤岩反作用力产生的截割振动对截齿冲击最大,其振动量大小直接影响截割头的稳定性。为判断截割过程截割载荷是否稳定,首先,基于岩石断裂力学和煤岩破碎理论,建立掘进机截割系统物理本构模型,构建截齿和截割头截割载荷谱函数;其次,基于牛顿差值多项式方法进行截割过程截割稳定性预测,构建多因素耦合的非线性截割系统动力学方程,求解动态振动稳定域截割曲线(截割稳定性叶瓣图);然后,提出一种基于相关系数的无量纲截割振动判定准则,从理论和实际两方面判定截割头不同时刻的截割状态;最后,通过搭建截割系统实验台,进行截割系统模态参数辨识实验,测试破岩过程截割头截齿随机载荷特性,研究不同截割参数组合下截割载荷变化规律,得出截割头转速与截割深度的最佳匹配关系,从而证明截割稳定性叶瓣图的正确性。 展开更多
关键词 悬臂式掘进机 截割载荷谱 稳定性叶瓣图 牛顿多项式 截割稳定性预测
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基于过程阻尼和结构模态耦合的铣削稳定性分析与实验验证 被引量:7
8
作者 秦国华 娄维达 +2 位作者 吴竹溪 石泰 吴铁军 《中国科学:技术科学》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期1211-1225,共15页
在铣削加工过程中,由再生效应引起的颤振严重影响零件表面的加工质量,降低生产效率.合理分析铣削过程中颤振的产生机理和影响因素,获得稳定加工条件下最合适的加工参数,是实现加工过程的高效化和精密化的核心环节和基础.通过等效地简化&... 在铣削加工过程中,由再生效应引起的颤振严重影响零件表面的加工质量,降低生产效率.合理分析铣削过程中颤振的产生机理和影响因素,获得稳定加工条件下最合适的加工参数,是实现加工过程的高效化和精密化的核心环节和基础.通过等效地简化"零件-刀具"系统为两自由度弹簧阻尼系统,将刀具和零件的接触过程转化为物理模型,建立了多因素耦合的铣削动力学模型.其次,通过全离散法将铣削动力学模型的求解等效地转化为传递函数矩阵特征值的求解,确定了所有特征值的模小于1为加工稳定性的判据.最后,通过准确标定和辨识铣削力参数和模态参数,揭示并实验验证了铣削稳定性的径向浸入比与螺旋角效应、过程阻尼效应和铣刀结构模态的耦合效应,认为在小径向切深下,螺旋角效应较为明显,当径向浸入比逐渐增大,螺旋角效应逐渐减小;在低转速时,过程阻尼效应作用明显,与只考虑再生效应相比,能获得更大的稳定域,随着转速增加,过程阻尼效应作用逐渐减小,考虑过程阻尼所获得的稳定域与只考虑再生效应获得的稳定域趋于重合. 展开更多
关键词 颤振 稳定性叶瓣图 过程阻尼 模态耦合效应 螺旋角 径向浸入比
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考虑过程阻尼的切削稳定性建模与仿真分析 被引量:6
9
作者 李忠群 董亚峰 +2 位作者 夏磊 彭岳荣 朱帆 《湖南工业大学学报》 2014年第6期23-26,57,共5页
介绍了考虑过程阻尼影响的切削动力学模型,及切削稳定性解析求解方法;利用开发的仿真程序分别对车削和铣削的稳定性进行了仿真分析,模型与仿真程序的正确性得到了切削试验的验证。对比考虑过程阻尼影响前后的切削稳定性叶瓣图发现,考虑... 介绍了考虑过程阻尼影响的切削动力学模型,及切削稳定性解析求解方法;利用开发的仿真程序分别对车削和铣削的稳定性进行了仿真分析,模型与仿真程序的正确性得到了切削试验的验证。对比考虑过程阻尼影响前后的切削稳定性叶瓣图发现,考虑过程阻尼影响可显著提高低速区的稳定性极限值。考虑过程阻尼影响的切削稳定性仿真结果,可用于指导航空难加工材料的高效切削。 展开更多
关键词 过程阻尼 切削稳定性 稳定性叶瓣图 高效切削
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基于伯努利分布与混合驱动模型的铣削稳定性高精判断方法
10
作者 谭志朴 秦国华 +1 位作者 娄维达 吴竹溪 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期318-331,共14页
铣削颤振严重影响工件表面质量和生产效率,准确识别铣削稳定域对于抑制颤振、提高生产效率具有非常重要的意义。目前一般依据状态转移矩阵特征值的谱半径小于1,来判断铣削系统的稳定性。由于在铣削和锤击实验的不确定性,铣削系统的属性... 铣削颤振严重影响工件表面质量和生产效率,准确识别铣削稳定域对于抑制颤振、提高生产效率具有非常重要的意义。目前一般依据状态转移矩阵特征值的谱半径小于1,来判断铣削系统的稳定性。由于在铣削和锤击实验的不确定性,铣削系统的属性参数势必存在误差,极大地影响稳定性的判断结果。为此通过研究铣削过程颤振稳定性的概率特性,建立属性参数优化的SLD(稳定性叶瓣图)修正方法。首先利用Cotes积分法和Floquet理论,建立铣削稳定性的判断模型。其次利用伯努利分布概率函数等效描述稳定性判断模型,根据稳定性判断结果的伯努利分布规律提出属性参数的修正函数。最后提出基于神经网络的黄金分割法和遗传算法的属性参数优化方法,实验结果表明,提出的方法对单个叶瓣的稳定性判断准确率由69.77%提高到93.02%,整个SLD的准确率可由73.73%提升至87.29%。 展开更多
关键词 颤振 Cotes积分 稳定性叶瓣图 伯努利分布 数据驱动法 优化
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Machining dynamics and chatters in micro-milling:A critical review on the state-of-the-art and future perspectives
11
作者 Qingshun BAI Peng WANG +2 位作者 Kai CHENG Liang ZHAO Yabo ZHANG 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第7期59-80,共22页
Micro-milling technology is widely applied in micro manufacturing,particularly for the fabrication of miniature and micro components.However,the chatters and machining dynamics related issues in micro-milling are ofte... Micro-milling technology is widely applied in micro manufacturing,particularly for the fabrication of miniature and micro components.However,the chatters and machining dynamics related issues in micro-milling are often the main challenges restricting its machining quality and productivity.Many research works have rendered that the machining dynamics and chatters in micro-milling are more complex compared with the conventional macro-milling process,likely because of the size effect and rigidity of the micro-milling system including the tooling,workpiece,process variables,materials involved,and the high-speed milling machines,and further their collective dynamic effects.Therefore,in this paper,the state of the art focusing on micro-milling chatters and dynamics related issues over the past years are comprehensively and critically reviewed to provide some insights for potential researchers and practitioners.Firstly,typical applications and the problems caused by the machining dynamics and chatters in micro-milling have been put forward in this paper.Then,the research on the underlying micro-cutting mechanics and dynamics,stability analysis,chatters detection,and chatter suppression are summarized critically.Furthermore,the underlying scientific and technological challenges are discussed particularly against typical precision engineering applications.Finally,the possible future directions and trends in research and development of micro-milling have been discussed. 展开更多
关键词 MICRO-MILLING Machining dynamics Micro-cutting mechanics stability lobe diagram(SLD) Chatters suppression Digital twin
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垂直平面内二维超声振动铣削系统稳定性研究 被引量:5
12
作者 赵波 赵斌斌 +1 位作者 范凯洋 张跃敏 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期617-621,共5页
为研究垂直平面内二维超声振动铣削系统的稳定性,建立了垂直平面内二维超声振动铣削稳定性模型,采用全离散法对二维超声振动铣削稳定性进行了研究,利用Matlab软件进行了数值仿真,获得了系统的稳定性叶瓣图。铣削钛合金材料颤振实验结果... 为研究垂直平面内二维超声振动铣削系统的稳定性,建立了垂直平面内二维超声振动铣削稳定性模型,采用全离散法对二维超声振动铣削稳定性进行了研究,利用Matlab软件进行了数值仿真,获得了系统的稳定性叶瓣图。铣削钛合金材料颤振实验结果表明,主轴转速在1 000~3 500r/min范围内,数值仿真结果与实验结果吻合较好,验证了垂直平面内二维超声振动铣削稳定性模型的正确性。在垂直平面内施加二维超声振动能提高系统的稳定性,轴向切深极限最大提高了约13.6%。 展开更多
关键词 二维超声振动铣削 全离散法 稳定性 叶瓣图
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预测铣削稳定性的Hamming线性多步法 被引量:5
13
作者 智红英 闫献国 +1 位作者 杜娟 曹启超 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第22期67-74,110,共9页
针对铣削加工过程中产生的振动现象,提出了一种Hamming线性多步法(HAMM)来预测铣削加工过程中的稳定性。考虑再生颤振的铣削加工动力学方程可以表示为时滞线性微分方程,将刀齿周期划分为自由振动阶段和强迫振动阶段,对强迫振动阶段进行... 针对铣削加工过程中产生的振动现象,提出了一种Hamming线性多步法(HAMM)来预测铣削加工过程中的稳定性。考虑再生颤振的铣削加工动力学方程可以表示为时滞线性微分方程,将刀齿周期划分为自由振动阶段和强迫振动阶段,对强迫振动阶段进行离散,运用HAMM方法构建状态传递矩阵,利用Floquet理论,判定系统的稳定性,获得系统的稳定性叶瓣图。Matlab软件仿真结果表明,HAMM方法是预测铣削稳定性的一种有效方法。随着离散数的增加,HAMM方法的收敛速度要快于一阶半离散法(1st-SDM)和二阶全离散法(2nd-FDM),离散数较少的HAMM方法能达到和离散数较多的1st-SDM方法和2nd-FDM方法的局部离散误差。此外,在单自由度和双自由度动力学模型下,由三种方法的稳定性叶瓣图可以看出,HAMM方法预测铣削稳定性的精度均好于1st-SDM方法和2nd-FDM方法,计算效率远远高于1st-SDM方法和2nd-FDM方法。实验结果表明,HAMM方法是一种有效的预测铣削稳定性的方法。 展开更多
关键词 铣削加工 线性多步法 稳定性叶瓣图 FLOQUET理论
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切削稳定域影响因素分析研究 被引量:1
14
作者 徐兴 高新红 《成都航空职业技术学院学报》 2023年第4期68-71,共4页
通过利用Altintas再生型切削颤振预测理论,建立了切削稳定性预测模型,对切削稳定域影响因素解析,系统性地得到对机床稳定域的影响规律。通过锤击模态试验和切削试验将稳定性预测相关参数得出。利用单因素法分别讨论了模态刚度、固有频... 通过利用Altintas再生型切削颤振预测理论,建立了切削稳定性预测模型,对切削稳定域影响因素解析,系统性地得到对机床稳定域的影响规律。通过锤击模态试验和切削试验将稳定性预测相关参数得出。利用单因素法分别讨论了模态刚度、固有频率、阻尼比、切削系数四大主要参数对切削稳定性的影响。利用相关软件绘制得到系统稳定域图形,并对相关计算结果进行分析总结,为后续优化切削加工工艺,提高切削稳定性及生产效率等工作提供指导依据。 展开更多
关键词 切削颤振 稳定性叶瓣图 模态参数 切削力系数
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微细铣削加工表面位置误差的分析与预测 被引量:5
15
作者 曹自洋 薛晓红 +1 位作者 李华 殷振 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第3期127-129,133,共4页
微细铣削系统的动态不稳定性会导致零件表面几何精度的偏差,以微细铣削加工表面位置误差为分析对象,在不考虑可再生颤振效应的加工条件下,建立了微细铣削系统动态切削力模型,确定了表面位置误差的分析方法。采用数值分析并结合前期的铣... 微细铣削系统的动态不稳定性会导致零件表面几何精度的偏差,以微细铣削加工表面位置误差为分析对象,在不考虑可再生颤振效应的加工条件下,建立了微细铣削系统动态切削力模型,确定了表面位置误差的分析方法。采用数值分析并结合前期的铣削试验,得到了微细铣削加工的稳定域叶瓣图和表面位置误差的解析解。对比了顺铣、逆铣加工的表面位置误差,详细分析了主轴转速和轴向切削位置对表面位置误差的影响。最后,通过把稳定域叶瓣图和表面位置误差数据组合在同一个图里面进行综合分析,预测表面位置误差并优化选择加工条件。 展开更多
关键词 微细铣削 可再生颤振 稳定域叶瓣图 表面位置误差
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基于三阶龙格库塔法的铣削稳定性半解析法预测 被引量:5
16
作者 李忠群 彭岳荣 +1 位作者 夏磊 朱帆 《航空制造技术》 2016年第23期30-33,共4页
针对使用再生颤振理论建立的铣削动力学模型,提出了一种基于三阶龙格库塔法用于预测铣削稳定性的半解析方法。首先,以状态空间方程的形式表示动力学微分方程;其次,利用三阶龙格库塔法推导出传递矩阵;最后利用Floquet理论判断特定切削状... 针对使用再生颤振理论建立的铣削动力学模型,提出了一种基于三阶龙格库塔法用于预测铣削稳定性的半解析方法。首先,以状态空间方程的形式表示动力学微分方程;其次,利用三阶龙格库塔法推导出传递矩阵;最后利用Floquet理论判断特定切削状态下的稳定性,进而获得铣削稳定性叶瓣图。通过与半离散法的仿真结果进行对比发现,基于三阶龙格库塔法的铣削稳定性求解方法具有更高的预测精度和计算效率。 展开更多
关键词 三阶龙格库塔法 稳定性叶瓣图 FLOQUET理论 铣削加工
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包含刀具-工件多重交互与速度效应的铣削颤振稳定性分析 被引量:4
17
作者 籍永建 王西彬 +1 位作者 刘志兵 王红军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第17期14-24,54,共12页
为研究刀具-工件多重交互与速度效应对铣削颤振稳定性的影响,建立了包含刀具-工件多重交互与速度效应的铣削动力学模型,阐明了无刀轴倾角状态下再生效应、过程阻尼、刀具结构模态耦合与速度效应的耦合作用对铣削颤振稳定性的影响规律,... 为研究刀具-工件多重交互与速度效应对铣削颤振稳定性的影响,建立了包含刀具-工件多重交互与速度效应的铣削动力学模型,阐明了无刀轴倾角状态下再生效应、过程阻尼、刀具结构模态耦合与速度效应的耦合作用对铣削颤振稳定性的影响规律,研究了不同径向浸入比下刀具-工件交互与速度效应对铣削稳定性的影响。结果表明,与只考虑再生效应的铣削动力学模型相比,当同时考虑再生效应、过程阻尼与刀具结构模态耦合时,得到的稳定性叶瓣图中颤振区域发生明显变化;当主轴转速较低时,刀具-工件之间的多重交互效应是影响铣削颤振稳定性的主要因素,速度效应对极限切深的影响可忽略不计;随着主轴转速升高,速度效应对极限切深的影响逐渐增大,稳定性叶瓣图中稳定区域呈逐渐减小趋势;在一定范围内,随着铣刀后刀面磨损带的增加,铣削极限切深逐渐增大;主轴转速一定时,径向浸入比相对较小的情况下过程阻尼对铣削稳定性的影响更加明显。采用铣削试验进行验证,结果表明,与传统动力学模型相比,构建的铣削动力学模型能够更加可靠地预测实际铣削状态。 展开更多
关键词 铣削加工 颤振稳定性 刀具-工件交互 速度效应 稳定性叶瓣图
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机床切削稳定性影响因素分析 被引量:4
18
作者 王添丁 牛兴华 +1 位作者 赵铁民 黄乾友 《天津理工大学学报》 2016年第4期6-9,19,共5页
通过对影响机床切削稳定性的主要影响因素进行计算分析,总结归纳出了各影响因素对机床切削稳定性的影响规律.文中采用解析预测方法,对立式加工中心分别进行铣削力和铣削动态过程建模,在给出的初始基本参数条件下,用MATLAB绘制出了颤振... 通过对影响机床切削稳定性的主要影响因素进行计算分析,总结归纳出了各影响因素对机床切削稳定性的影响规律.文中采用解析预测方法,对立式加工中心分别进行铣削力和铣削动态过程建模,在给出的初始基本参数条件下,用MATLAB绘制出了颤振稳定性叶瓣图.在对稳定性叶瓣图分析的基础上,采用单因素法分别对影响机床切削稳定性的7个主要因素进行了计算分析,并对计算结果进行归类总结.本次研究结果,为探索机床稳定性检验方法提供了理论依据. 展开更多
关键词 切削稳定性 铣削模型 稳定性叶瓣图 颤振
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基于改进完全离散化法铣削系统稳定性研究
19
作者 刘春景 唐敦兵 +1 位作者 陈兴强 魏天路 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第15期162-173,共12页
颤振是影响铣削质量和切削效率的重要因素之一。为提高铣削颤振预测精度,提出一种改进的完全离散化方法(U-FDM),基于二阶Lagrange多项式对刀具—工件铣削动力学系统时滞微分方程的延迟项和状态项进行数值迭代,根据Floquet原理构建出了... 颤振是影响铣削质量和切削效率的重要因素之一。为提高铣削颤振预测精度,提出一种改进的完全离散化方法(U-FDM),基于二阶Lagrange多项式对刀具—工件铣削动力学系统时滞微分方程的延迟项和状态项进行数值迭代,根据Floquet原理构建出了高精度的颤振稳定域叶瓣图。单自由度特征值收敛特性分析表明,当离散化间隔数大于50时,二阶完全离散化方法(2-FDM)与一阶完全离散化方法(1-FDM)的收敛速度基本相同,U-FDM收敛特性最优;经叶瓣图对比分析可知,改进的完全离散化方法具有较高的拟合精度,计算效率相比半离散方法(SDM)单自由度和两自由度分别提升了70.6%和64.9%。通过试验获取铣削加工响应信号进行时域、频域和同步采样分析,结果表明所提铣削动力学模型和U-FDM算法是有效的,为叶瓣图指导实际加工奠定了基础。 展开更多
关键词 铣削动力学 颤振 时滞 完全离散化法 稳定域叶瓣图
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基于复化Cotes积分和神经网络的稳定铣削工艺参数多目标优化方法
20
作者 娄维达 秦国华 +1 位作者 王华敏 吴竹溪 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第17期279-290,共12页
铣削过程再生颤振严重影响工件表面质量和生产效率,准确高效地识别铣削颤振稳定域并合理选择工艺参数是抑制颤振、提高生产效率的关键步骤。当前对考虑稳定性约束下的多目标铣削工艺参数优化研究仍然缺乏系统且完整的解决方案。为此,基... 铣削过程再生颤振严重影响工件表面质量和生产效率,准确高效地识别铣削颤振稳定域并合理选择工艺参数是抑制颤振、提高生产效率的关键步骤。当前对考虑稳定性约束下的多目标铣削工艺参数优化研究仍然缺乏系统且完整的解决方案。为此,基于复化Cotes积分和神经网络并结合NSGA-Ⅱ遗传算法建立一种稳定铣削工艺参数多目标优化方法。其中基于复化Cotes积分法提出了一种新的铣削稳定域预测方法来获得二维稳定性叶瓣图(Stability lobe diagram,SLD),收敛性分析表明新方法具有更快的收敛速度。考虑径向切深不确定性得到由离散三维SLD曲面构建的铣削稳定域神经网络预测模型。最后,分别以材料去除率、刀具寿命作为效率、成本目标,采用NSGA-Ⅱ遗传算法建立稳定铣削工艺参数的优化模型。与经验方法对比显示,优化后的铣削方案可以提高8.4%的材料去除率和16.3%的刀具寿命。结果表明不仅可以通过更加准确地判断铣削稳定性来保证加工质量,而且能够为高效率低成本的铣削确定工艺参数提供科学理论指导。 展开更多
关键词 铣削颤振 多目标参数优化 叶瓣图 神经网络 遗传算法
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