摘要：数控机床铣削过程中出现的颤振失稳是影响数控机床加工效率和加工质量的关键因素。铣削稳定性与工艺参数、工艺系统动力学特性密切相关,而工艺系统动力学特性又随加工位置、刀具悬伸量的变化或刀具的更换而变化。因此,针对多因素影响下的铣削稳定性预测和无颤振工艺参数选择问题,本文以数控机床各向移动部件位置、刀具直径、刀具悬伸量和切削参数为变量,提出一种基于引导聚集算法(Bagging)与带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的切削稳定性预测与工艺参数优化方法。该方法首先采用正交实验设计离散数控机床的工作空间,在每个加工位置对不同悬伸量下的刀具进行锤击实验,由此得到各把铣刀对应的刀尖点频率响应函数;然后,在不同工艺参数方案下进行铣削稳定性理论预测,进而引入Bagging算法建立以各向运动部件位置(x,y,z)、刀具直径d、刀具悬伸量h、主轴转速n、切削宽度a_(e)、每齿进给量f_(z)为输入的极限切削深度a_(plim)预测模型;在此基础上,采用该Bagging模型作为铣削稳定性约束,以加工位置和工艺参数(x,y,z,d,h,n,a_(p),ae,f_(z))为优化变量,建立最大材料切除率和刀具寿命的多目标优化模型,采用NSGA-Ⅱ算法求解该模型得到Pareto最优解集,并结合熵权法和优劣解距离法(TOPSIS)选出Pareto解集中的最佳解。以一台三轴立式加工中心展开实例分析,所建极限切削深度Bagging模型的预测误差为2.99%,且铣削加工实验表明获取的(x,y,z,d,h,n,a_(p),ae,f_(z))最优配置可实现稳定铣削,验证所提方法的可行性和有效性。

摘要：以某翻板卧式加工中心为研究对象,基于铣削颤振稳定性叶瓣图理论,通过实验与仿真结合的方法得到机床铣削稳定性的影响因素及变化规律,为工程人员提供参考。首先通过敲击实验获取刀尖点频响函数,再通过ANSYS Workbench中使用虚拟材料轴承的谐响应仿真获取频响函数,对比实验与仿真的结果,得到刀尖频响函数的影响因素。再由刀尖频响函数绘制铣削颤振稳定性叶瓣图,进而得到机床铣削稳定性的影响因素。研究结果表明,机床铣削稳定性几乎不随主轴位置移动而变化,不同刀具的铣削稳定性变化规律及其适宜铣削转速与不宜铣削转速相同,可在工艺设计、机床电主轴选型及电主轴结构设计等方面为工程人员提供帮助。

摘要：对铸铁+铝合金双金属材料缸体铣削稳定性和刀具磨损进行研究。采用单因素铣削实验的方法设计铣削实验,得到铣削速度、进给量、轴向切深等铣削参数及刀具主偏角对铣削稳定性的影响规律,对铣削过程中刀具磨损进行分析,优化切削参数,为双金属材料缸体接合面的高效铣削加工提供参考。

摘要：针对淬硬钢在铣削加工过程中易发生颤振的问题,建立了淬硬钢铣削过程稳定性预测模型,得到铣削过程稳定性极限曲线图,并同步预测表面动态加工误差,以此作为铣削加工工艺参数优化的约束条件,以主轴转速、每齿进给量、轴向切深工艺参数为设计变量,以最大材料去除率和表面粗糙度为目标函数,进行淬硬钢铣削加工工艺参数优化,并进行铣削实验对比分析,结果表明该方法可以降低铣削过程振动幅值,提高加工效率.

摘要：为解决高强高温合金GH4169G整体叶盘叶片铣削加工不稳定问题,通过有限元分析的方法,分析了沿大径方向(叶片宽度)和轴向(叶身方向)两种逐层铣削方案对加工稳定性的影响,研究了阶梯铣削工艺和传统双面对称铣削工艺对整体叶盘叶片铣削稳定性的影响.结果表明:沿大径方向逐层加工时,其理论绝对稳定极限切削深度小于实际加工中可能的最大切削深度,主轴转速、切削深度等切削参数选择范围较小;而沿轴向逐层加工时,其理论绝对稳定极限切削深度大于实际加工中可能的最大切削深度.与传统双面对称铣削工艺相比,阶梯铣削工艺使整体叶盘叶片的刚度得到提高,相同载荷下叶片的最大变形量降低了60%,其前6阶模态频率均较高,加工过程更稳定,加工出的叶片能满足设计要求.

摘要：在淬硬钢模具型腔铣削加工过程中,模具型腔表面曲线曲率不断的变化会引起实际切削参数的变化,偏离程序中设定的名义参数,各刀齿铣削状态不再完全相同.针对淬硬钢模具型腔曲线铣削过程的未变形动态切削厚度,实际径向切深、刀具-工件接触区域等进行修正,并建立铣削动力学模型,运用全离散法进行铣削稳定性分析,得到铣削稳定叶瓣图;并分析模具型腔形状参数和铣削工艺参数对铣削稳定性的影响,为铣削加工时切削参数的选择,改善工件的表面质量提供依据.

摘要：薄壁件壁薄、刚性差,加工时易产生切削颤振,本文建立考虑刀具和工件刚度特性的薄壁件铣削动力学模型,根据不同刚度条件下系统的模态试验获取模型的系统动态性能参数。通过铣削加工试验进而获得模型的铣削力系数,并绘制出相关的切削稳定性极限图,设计切削试验模拟加工过程不同刚性条件,经试验验证,模型及极限图准确可靠。

摘要：薄壁工件由于其自身在单方向上刚度较低而容易诱发颤振,另一方面相向对于刚性较好的工件,薄壁工件在加工过程中动态特性受作用在其上的夹具夹紧力的影响更加显著。本文为了对夹具加紧力对铣削系统稳定性进行研究,设计了一个单方向上柔度相对较大的工字梁工件模型,使用激振器测试得到了工件在大柔度方向上的模态特性,分别在固定激振力而正压力变化和固定正压力改变激振力情况下工件结构的模态特性的变化特征,对于测试得到的数据中体现的模态参数的变化进行了讨论,对于今后更为深入研究具有一定帮助。

摘要：铣削加工过程中,颤振是影响加工效率的关键因素。针对铣削颤振的控制问题,提出将铣削系统置于黏性液体内进行加工的新工艺方法。首先针对性地设计了一个单自由度工件,建立了该工件的稳定性分析模型。然后通过铣削力试验和模态试验,分析了黏性液体环境对铣削力系数及铣削系统动力学特性的影响,结果表明黏性液体在降低铣削力系数的同时,增加了铣削系统的阻尼。最后通过铣削试验定量对比了黏性流体环境对铣削稳定性的影响试验。结果表明,在黏性液体内进行铣削加工时,铣削颤振得到了有效抑制。

摘要：针对高速铣削加工中心设计并进行了静态模态实验、动态空转实验和铣削实验,分别在不同工况下的静态实验、主轴空转不铣削实验、不同铣削参数铣削实验下测得振动信号和动态铣削力。通过对各项实测数据的对比分析,得出各铣削参数与高速铣削系统动态特性的关系,识别特定加工条件下的稳定性铣削极限,为探讨适合高速铣削特点的实验测试及其动态特性优化方法提供依据。