铝基复合材料低频振动攻丝技术试验研究

铝基复合材料内螺纹攻丝属封闭切削，加工难度大，丝锥极易折断。采用低频振动攻丝对该材料进行了内螺纹加工试验，包括振动攻丝效果、不同丝锥及不同参数进行了工艺优化试验，对攻丝质量进行了详细检测和评估。结果证明了振动攻丝工艺显著提高了加工精度、效率，且丝锥未发生折断现象，说明该技术有效可行。     

振动攻丝工艺研究

从运动学角度分析了振动攻丝原理，并验证了数控振动攻丝机床运动的正确性，试验研究了切削参数对攻丝平均扭矩的影响和振动攻丝的工艺效果     

手动攻丝扭矩降低效果的实验研究

振动攻丝的扭矩降低效果从来被认为是在频率适宜的脉冲力矩的冲击作用下产生的.手动攻丝是一种频率很低的振动攻丝.对手动攻丝这种极限振动攻丝过程的扭矩测试结果表明,丝锥对工件的低频、低速往复切削作用也可以使攻丝扭矩显著下降.这表明影响手动攻丝扭矩的主要因素不是振动频率或冲击的大小,而是切削角和分离角的大小,这为进一步究明振动攻丝的机理及促进振动攻丝技术的推广应用奠定了基础.     

钛合金振动攻丝的工艺参数优化

在以步进电机为振源的振动攻丝机上,对基本工艺参数优化结果,较低切削速度,分离量越大,切削量越小,攻丝扭矩就越小。步进电机反转前制动脉冲数的计算结果,随切削速度和主轴转动惯量的降低,反转前的最少制动脉冲数减小。     

铝基复合材料振动攻丝技术研究

铝基复合材料内螺纹加工采用常规方法对刀具磨损剧烈且质量和效率非常低，丝锥极易折断。本项目中低频振动攻丝机采用步进电机作振源，由不同正反转脉冲数同时实现扭转振动和切削，研究过程包拓振动攻丝效果及不同振型参数切削试验，对加工效果进行了详细检测。试验样品在加工质量、精度和效率上有较大提高，证明了振动切削的能量脉冲理论的合理性，说明该技术有效可行。     

新型振动攻丝机及其应用

采用伺服电机建立了一套新型的低频振动攻丝系统,采用速度环和脉冲跟随控制实现了具有公转的扭转振动,并对2种控制方式进行了比较.振动攻丝试验证明,该系统不仅能降低攻丝扭矩,而且能提高螺纹的加工质量,是一种通用、高效的系统.     

基于MATLAB的切削力建模方法研究

提出了一种镗削过程中基于MATLAB的切削力仿真预测方法,并开发了一种切削力仿真软件。通过建立镗削加工过程的基本参数,研究了刀具几何参数和加工工艺参数与切削面积和线长的关系;根据主副切削刃参与切削情况,将镗削过程分为4种工况,分别计算4种工况下的切削面积和线长,通过MATLAB仿真得到相应的函数关系曲线;建立切削力关于切削面积和线长的数学模型,从而得到切削力与镗削基本参数的关系,同时对镗削过程刀具振动进行研究。通过试验对比,验证了基于MATLAB的切削力仿真预测方法的准确性,为镗削过程中切削力和振动的智能控制奠定基础。     

钛合金振动攻丝刀具破损监测的研究

对振动攻丝的力学模型进行了研究,找出了钛合金振动攻丝刀具破损失效时的力学特征,并建立了钛合金振动攻丝的振动控制、破损监测和报警停机的自动监控系统。     

低频扭转振动攻丝促进排屑的机理研究

连续攻丝过程中的切屑堵塞造成攻丝扭矩增大和波动,很容易导致丝锥折断。本文分析了低频扭转振动攻丝促进排屑的机理,并通过实验分析了工艺参数对断屑效果的影响,证明回退量是影响切屑长短的主要因素。     

基于回转基准面的椭圆振动辅助切削微织构过程仿真研究

仿生研究表明,具有凹坑、沟槽等微结构的表面具有减阻、自清洁等优异性能,微结构表面在航空航天、船舶、光学等领域有广泛的应用,对于节省能源、减阻降噪、降低污染和提升产品性能等具有重要的意义。为了有效预测椭圆振动辅助切削加工微织构的效果,依据椭圆振动装置的共振频率和回转类基准面的转动速率,给出了一种椭圆振动辅助切削微织构的轨迹规划方法,通过对周期振动载荷进行傅里叶级数的转化,在刀具有限元模型上加载了椭圆振动载荷,建立了基于回转面的椭圆振动辅助切削微织构的有限元仿真模型。基于建立的有限元仿真模型,对不同振动参数下的椭圆振动辅助切削微织构加工过程中的瞬时Mises应力分布和切削力进行分析,验证了微织构加工轨迹的正确性,为进一步的微织构加工提供了参考。     

铣削参数对薄壁叶片铣削振动的影响

针对TC11薄壁叶片在数控加工过程中存在振动问题,采用单因素试验法进行薄壁叶片的铣削试验,建立铣削参数对振动加速度的影响模型,分析各铣削参数对铣削振动的影响规律,运用工艺参数区间敏感性分析方法,优选了铣削工艺参数区间。     

慢刀伺服加工自由曲面的表面形貌预测

本文通过建立自由曲面车削加工的仿真预测模型,在加工前进行参数优选.该模型考虑了刀具几何形状、切削用量及刀具轨迹点和插补方法对加工后自由曲面的表面形貌的影响.对渐进式近视镜片光学元件进行了加工实验,实测粗糙度R_a=31nm,仿真得到粗糙度R_a=23nm.实验验证了仿真模型的有效性.     

Al_2O_3p/Al复合材料低频扭转振动攻丝研究

分析了低频扭转振动攻丝降低攻丝扭矩的机理,进行了干切状态下振动攻丝和连续攻丝的攻丝扭矩和丝锥使用寿命对比试验,并对振动攻丝中切削液的影响进行了试验。结果表明,在干切状态下,振动攻丝能够显著降低攻丝扭矩、提高丝锥使用寿命。     

约束阻尼型镗杆的优化及减振性能

孔加工过程中镗杆的切削颤振影响着表面加工质量和加工精度,约束阻尼型镗杆可有效抑制这种切削振动,但其作用机理未被完全研究清楚,导致其抑制振动的效果一般。对约束阻尼型镗杆的结构优化、材料优选及减振性能进行了理论和实验研究。首先,根据Kelvin-Voigt粘弹性力学模型理论建立了镗杆的动力学模型,研究证实增大镗杆的静刚度和结构损耗因子能提高其减振性能从而提高孔加工质量;其次,基于建立的约束阻尼型镗杆静刚度和结构损耗因子理论公式,对其进行结构优化、材料优选。结果显示:存在一个最佳尺寸范围可减小镗杆在主要工作频域段上的振动,同时所选用的阻尼层应具有较小的弹性模量和较大的材料损耗因子,约束层材料应具有较大的弹性模量;最后,设计制造4种不同材料的约束阻尼型镗杆,通过模态实验获得静刚度、结构损耗因子,并与理论计算结果进行对比分析,同时研究切削过程中约束阻尼型镗杆的材料及切削参数对减振性能的影响。结果显示:约束阻尼型镗杆能有效减小径向振动以提高加工质量,不同材料的约束阻尼型镗杆在切削过程中径向振动差别较大,优化后的钢-PMMA-硬质合金镗杆在不同切深及转速下的径向振动加速度较小且更加稳定。     

Al_2O_3p/Al复合材料振动攻丝螺纹质量研究

针对Al2O3p/Al金属基复合材料普通攻丝出现的粘刀现象和螺纹质量不好的问题,分析了问题原因及低频扭转振动攻丝工艺特点,进行了干切状态下振动攻丝和连续攻丝螺纹质量对比实验.     

精密超声振动切削频率对切削力影响规律的研究与仿真

建立了振动切削中切削力的数学模型,进行振动切削中频率对切削力影响机理的研究,并通过数值模拟的方法,首次从理论上给出精密振动切削中频率对切削力的影响规律。同时,还研究了在不同的振动切削条件下,切削力随切削参数变化的变化规律。     

一种基于模态实验的结合面接触刚度计算方法

在赫兹接触与Greenwood-Williamson(G-W)模型的基础上,推导带系数的接触刚度公式,提出了一种基于模态实验的结合面接触刚度计算方法.通过数值仿真分析获得1阶固有频率与接触刚度系数的关系曲线,结合1阶固有频率的实验结果确定接触刚度系数,进而确定接触刚度公式.应用所得公式仿真计算不同几何模型、不同离心力下系统的1阶固有频率以及激振力作用下系统的振动响应,并与实验数据对比,1阶固有频率的最大误差为1.73%,振动响应的最大误差为9.5%,结果吻合,验证了计算方法的准确性;同时研究了结合面干摩擦阻尼对系统的减振效果,结果显示在1阶固有频率附近,干摩擦阻尼具有明显的减振效果.