基于PVDF薄膜传感器的薄壁件铣削振动在线监测与分析

作     者：刘冬生 张定华 罗明 罗欢 LIU Dongsheng;ZHANG Dinghua;LUO Ming;LUO Huan

作者机构：西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2018年第54卷第17期

页      面：116-123页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(51675438) 国家重点基础研究发展计划(973计划,2013CB035802)资助项目 

主　　题：薄壁件 加工振动 在线监测 PVDF薄膜传感器 

摘      要：薄壁件的弱刚性导致其在加工过程当中容易产生振动,而薄壁件加工过程中存在的非线性问题使得加工振动难以预测,尚无法建立精确的理论模型。为了研究薄壁件铣削加工过程中的振动,提出一种基于模态理论的悬臂梁工件的动态振动监测模型,利用N个动态位移传感器监测前N阶模态下悬臂梁上任意一点的振动。以铣削加工悬臂薄板为例,采用聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)薄膜传感器在线监测了铣削过程中工件的振动位移。工件振动位移信号的时频域分析结果表明,PVDF薄膜传感器能够有效监测薄壁件加工过程中周期谐振信号和高频振动信号,其中高频振动易发生在切入、切出阶段,且频率多分散在周期性切削激励倍频附近。最后,只考虑工件一阶模态,计算得到刀具在工件上动态作用点处工件的振动位移,并与工件变形引起的让刀量对比,验证了该方法的有效性。