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中国机械工程 2016年第18期27卷 2507-2512页

作者：纪华伟虞文泽胡小平于保华杭州电子科技大学杭州310018

针对刀具负载对蜂窝复合材料超声切割声学系统的影响,利用四端网络法,将压电换能器与变幅杆结合在一起,提出了声学系统的整体设计方程,得出了负载与声学系统阻抗特性的关系式。利用有限元软件对声学系统进行模态分析及谐响应分析,并利... 详细信息

针对刀具负载对蜂窝复合材料超声切割声学系统的影响,利用四端网络法,将压电换能器与变幅杆结合在一起,提出了声学系统的整体设计方程,得出了负载与声学系统阻抗特性的关系式。利用有限元软件对声学系统进行模态分析及谐响应分析,并利用阻抗分析仪和激光位移传感器对声学系统的阻抗﹑谐振频率和输出振幅进行检测。仿真和实验结果表明:随着刀具负载的增大,声学系统的阻抗值增大,谐振频率减小,但仿真与实验得出的输出振幅与理论分析不同,这是由于刀具的放大作用造成的。研究结果对声学系统的设计及实际应用有指导意义。

关键词：刀具负载蜂窝复合材料四端网络法声学系统阻抗

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蜂窝复合材料超声切割对圆盘刀声学系统谐振频率和振幅的影响

蜂窝复合材料超声切割对圆盘刀声学系统谐振频率和振幅的影响

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作者：邢文慧杭州电子科技大学

学位级别：硕士

Nomex蜂窝复合材料因其具有质量轻、强度大、刚度高、抗压、稳定、造价低及环保等优点,被广泛的应用在宇航制造领域、国防领域、工业领域、制造业领域、包装领域等。Nomex蜂窝复合材料是一种多孔蜂窝状结构的纤维材料,与普通材料相比,... 详细信息

Nomex蜂窝复合材料因其具有质量轻、强度大、刚度高、抗压、稳定、造价低及环保等优点,被广泛的应用在宇航制造领域、国防领域、工业领域、制造业领域、包装领域等。Nomex蜂窝复合材料是一种多孔蜂窝状结构的纤维材料,与普通材料相比,其结构复杂特殊,故对其加工起来会存在一定的难度。Nomex蜂窝复合材料应用传统高速铣削加工时会出现蜂窝断裂、压塌等加工质量差、效率低等问题,且会产生大量的粉尘,对人体有巨大的伤害。超声加工具有切削力小、加工精度高等特点,将超声辅助切割的方法用于Nomex蜂窝复合材料的加工,利用高频振动对其进行切割加工,能够有效的克服传统高速铣削加工的缺点。目前针对Nomex蜂窝复合材料的超声切割技术的研究都还处于初级阶段,尚不成熟,尤其是声学系统的方面,为更好的加工Nomex蜂窝复合材料,提高其加工质量及效率,需对超声切割声学系统进行研究。本文以圆盘刀超声切割声学系统为研究对象,来研究刀具负载,力负载及温度对其的影响。主要研究内容与成果如下:(1)为保证当刀具负载发生变化时,声学系统依然能稳定工作,故对刀具负载的结构参数进行研究,研究圆盘刀结构参数(厚度、楔角、直径)对声学系统谐振频率和振幅的影响规律。首先,通过石墨粉振动实验确定圆盘刀振型。然后,通过仿真和实验研究圆盘刀厚度、楔角以及直径对声学系统谐振频率和振幅的影响规律,基于田口方法分析圆盘刀结构参数对谐振频率和振幅影响的主次要关系。最后,通过数据分析发现圆盘刀结构参数与谐振频率之间的线性关系,为圆盘刀的设计提供理论指导。(2)针对受到超声切削力负载后出现振幅下降,切削质量差,严重时甚至出现停振等问题,研究力负载对超声切割声学系统谐振频率和振幅的影响规律。首先,依据超声切削运动方程建立圆盘刀切削力模型。然后,根据超声切削实验,获得在不同切削参数下的切削力的值,确定切削力的大概范围,再进行力负载对声学系统影响的实验,利用推拉力计对圆盘刀施加此范围内的力,研究力负载对声学系统谐振频率和振幅的影响,得到其变化趋势关系,为实际加工工艺提供理论参考。(3)长时间连续切割Nomex蜂窝复合材料会使系统温度升高,导致声学系统不谐振,加工质量变差,故研究温度对超声切割声学系统谐振频率和振幅的影响规律。首先,分析超声切削热的产生原因。然后,根据力学知识及频率方程,推导得到温度与圆盘刀超声切割声学系统谐振频率的理论模型;根据圆盘刀的位移方程推导得到温度与圆盘刀超声切割声学系统振幅的理论模型。最后,通过实验研究温度对声学系统谐振频率及振幅的影响规律,实验结果与理论结果的变化趋势一致,为提高连续超声切割加工效率提供理论支持。

关键词：超声切割声学系统刀具负载力负载切削温度谐振频率振幅

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超声切割负载对超声切割声学系统稳定性的影响研究

超声切割负载对超声切割声学系统稳定性的影响研究

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作者：虞文泽杭州电子科技大学

学位级别：硕士

复合材料以其良好的性能在航空﹑船舶等领域得到广泛的应用,如蜂窝复合材料和碳纤维复合材料等。复合材料与普通材料相比,不仅仅是其材料本身的属性特殊,更重要的是其复合而成的结构复杂性,正是由于以上两点导致了复合材料的难加工性。... 详细信息

复合材料以其良好的性能在航空﹑船舶等领域得到广泛的应用,如蜂窝复合材料和碳纤维复合材料等。复合材料与普通材料相比,不仅仅是其材料本身的属性特殊,更重要的是其复合而成的结构复杂性,正是由于以上两点导致了复合材料的难加工性。传统加工复合材料采用的是高速铣削的方式,这种方式确实能高效地对复合材料进行加工,但加工过程中产生大量对人体有害的粉尘,同时加工之后的复合材料本身的表面质量并不是十分的理想。针对复合材料加工中出现的问题,有学者提出采用超声加工的方式来改进以上出现的问题。本文所研究的超声切割加工是针对复合材料粗加工所提出的,但现有关于超声切割的研究尚不成熟,尤其是在稳定性方面,在受到负载的情况下,超声切割系统容易出现停振﹑发热等现象。本文以超声切割声学系统为研究对象,针对受负载影响之后的声学系统稳定性进行研究。主要的研究内容及成果如下:(1)目前针对超声切割声学系统的设计都是将声学系统分散成压电换能器﹑变幅杆等单元单独设计,即使是现有针对负载的分析也只是对变幅杆而言,但负载实际的作用对象却是整个系统。本文利用四端网络法将压电换能器﹑变幅杆和负载三者统一,建立超声切割声学系统的整体理论模型,并得出负载—阻抗,负载—电流—振幅等相关表达式,利用MATLAB将负载对声学系统的参数影响图像化,为后面针对具体的负载分析奠定了理论基础。(2)针对刀具负载在设计中无法进行参数化分析的问题,利用ANSYS软件将刀具与系统模型化,将增加刀具负载之后的声学系统与空载时的声学系统进行对比,仿真结果表明刀具的质量越大,声学系统的纵振阶谐振频率就会越小。同时,在同等输入振幅的情况下,刀具质量越重,输出端振幅就越小。利用阻抗分析仪和激光位移传感器对声学系统的阻抗特性及输出位移进行检测,实验结果表明,增加刀具负载之后声学系统谐振频率减小,谐振时阻抗值变大,系统的能量转换效率变低。实验的结果为后期设计刀具提供有力的参考。(3)针对受到超声切割力负载之后系统出现停振,杂声等现象,本文首先对超声切割力模型进行分析,将超声切割力沿声学系统坐标系分解,分别对三个方向的运动和分力进行分析。利用数显式推拉力计对声学系统施加三个方向的力,再对整个声学系统的性能进行检测。之后,在搭建的超声切割平台上对声学系统在实际切割时的声学性能进行检测。实验得出了受力与谐振频率偏移量,振幅,阻抗值等之间的关系,为实际加工的工艺提供理论指导。

关键词：超声切割声学系统刀具负载力负载阻抗谐振频率振幅

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基于SIEMENS840D刀具管理系统的刀具监控应用

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工具技术 2013年第9期47卷 66-72页

作者：周寅龙昆明云内动力股份有限公司

高速加工是现代制造技术核心,加工过程表现出的安全要求更为迫切,刀具监控正在发展成为现代先进制造理论的支撑技术之一。加工中心的高速加工特性带来了柔性制造系统生产效率的大幅提高,同时它也提升了加工产品的精度和加工状态稳定性... 详细信息

高速加工是现代制造技术核心,加工过程表现出的安全要求更为迫切,刀具监控正在发展成为现代先进制造理论的支撑技术之一。加工中心的高速加工特性带来了柔性制造系统生产效率的大幅提高,同时它也提升了加工产品的精度和加工状态稳定性。由于采用了高速加工,随之而来的对加工刀具的材料、性能、可靠性提出了较高的要求,在高速加工的过程中也伴随着制造风险。通过对零件在高速加工过程中刀具管理和对刀具进行实时在线监控的研究,提出了监控刀具使用寿命的方法和策略,促进企业的刀具监控管理与应用水平。

关键词：刀具监控刀具负载刀具管理扭矩监测

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FANUC异常负载检测在加工中心的应用

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数控机床市场 2020年第1期 62-64页

作者：陈全波宜昌市五环钻机具有限公司

本文介绍了利用发那科PMC窗口功能实时读取主轴负载信息,并通过PMC程序进行数据的处理,来判断主轴刀具负载是否异常的检测方法,达到有效保护刀具、工件和设备的目的。

关键词：异常负载检测发那科 FANUC 负载信息刀具负载检测方法主轴

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