利用仿真方法取得工艺系统的基础数据和变化规律,为切削参数优化和数据库的建设提供必要的基础数据。铣削力的建模以实际铣削加工中*常见的圆柱立铣刀为例讨论。铣削过程中,圆柱立铣刀与工件的接触示意如所示。铣削示意与车削不同,铣削过程中瞬时铣削厚度h随时间呈周期性变化,可近似的表示为得到作用在直角坐标系中的切削力分量:参加切削过程的刀齿数目取决于刀具刀齿数和径向切削深度。设为齿数,铣刀的齿间角为:当切削角度大于齿间角时,将有一个以上的刀齿同时参与切削。当多个刀齿同时切削时,向总切削力可表示为铣削力在之间时有效。瞬时切削合力为:作用在主轴上的瞬时切削力矩由于铣刀螺旋角的存在,切削刃上的点将比刀尖点滞后。轴向切削深度z处的滞后角与螺旋角的关系当螺旋槽底部接触角为时,轴向距离为z处的该切削刃上点的接触角为-。仿真计算时,在刀具旋转角度方向和轴向切削深度方向对加工区内的切削刃进行离散化处理,对离散化后的微元进行积分,得到总的切削力。切削力系数的辨识一种方法是在已有直角切削参数的基础上,根据不同刀具的几何模型来计算斜角切削的切削力系数。在Armarego的斜角切削模型中切削力系数可以表示为剪切角、平均摩擦角、剪切屈服强度直角切削和切屑流动角的函数。对于铣刀而言,螺旋角作为立铣刀的斜角(即i=)切削力系数为:另一种方法是通过全齿铣削(铣槽)实验来测定。在这种情况下切入角,切出角.根据全接触铣削的条件,一个周期中每齿的平均铣削力将简化为平均切削力可以表示为进给率c的线性函数和刃口力的和:可以测量出在每种进给率下的平均力,刃口力的分量将通过对这些数据进行线性回归得到。这个过程可以重复地应用于各种几何形状的铣刀,因此在用新设计的铣刀以机械模型进行切削实验前不可能预测铣削力系数。然而,利用基本的直角切削参数在铣刀制造前可以通过斜角切削变换预测切削力系数。
铣刀及其约束形式可以简化为2个相互垂直的弹簧阻尼系统。其数学模型为:机床/刀具系统动力学模型动态切削厚度的变化如所示。模态参数对颤振稳定域影响的分析在铣削加工模态系统中,影响颤振稳定域的参数主要有工件的刚度、固有频率和阻尼比,由于加工系统是多模态系统,在对其进行模态辨识时存在对模态取舍问题,模态阶数保留过多会使辨识过程和稳定域仿真过于复杂,模态阶数过少又会影响仿真精度。通过笔者在课题中的一系列实验结果可以得出实际系统模态简化的方法。阻尼比和刚度的乘积决定系统的稳定程度,阻尼比与刚度乘积*小者为主模态,它决定系统颤振稳定域的基本图形。根据主模态的固有频率和阻尼比计算出主模态的**稳定波瓣的*大峰谷比,然后根据颤振稳定域图形*右边的波瓣是第几个稳定波瓣,从而计算出主模态的实际*大峰谷比如果某阶模态的与主模态的之比大于主模态的*大峰谷比则该模态可被忽略。实验模态技术是获取铣削过程模态参数的有效方法,而模态参数识别技术又是其中的关键技术。模态参数的识别方法主要有频域法、时域法、时频方法以及基于模拟进化的方法等大类,其中,频域法又分为单模态识别法、多模态识别法、分区模态综合法和频域总体识别法等。考虑研究对象的特点和更方便地进行模态参数估计,可以采用正交多项拟合法来进行模态参数辨识。结束语铣削过程动力学仿真研究针对我国数控加工领域普遍存在的工艺参数选择困难的问题,通过对铣削加工过程进行动力学建模和仿真等方面的研究,不仅在动力学仿真理论有所创新,而且还可以根据课题实际情况研究开发了一套较为完整的面向铣削加工过程的动力学仿真系统,工作达到了预期的目标,主要解决了以下几个问题:a.采用瞬时刚性力模型,把平均铣削力表示成为切削面积和切削刃接触长度的函数。以此为基础对铣削过程进行离散化处理,实现了对不同类型铣刀的铣削力仿真计算。
智能电动执行机构是一种新型终端控制仪器,直接操作改变阀门的开度,在线标定,自诊断等多种控制功能,是现代电动执行机构的发展方向。对于传统阀门电动执行机构中的过力矩保护,国内外厂家大都采用软件控制,即在阀门通电期间,检测阀门动作,若发现一段时间不动即认为是卡住,单片机发出停机命令,切断供电电源。