球面组合配合件的CAD及CAM数控加工工艺分析及程序[有ug图]-[机械毕业设计论文A2052]
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球面
组合
配合
cad
cam
数控
加工
工艺
分析
程序
ug
机械
毕业设计
论文
a2052
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份,44页,16200字左右.
开题报告一份.
任务书一份.
工艺过程卡工序卡[四套].
翻译一份.
图纸共5张:
A2-装配图.dwg
A3-本体.dwg
A3-法兰盘.dwg
A3-轴套.dwg
A4-偏心轴.dwg
UG三维模具.
仿真工程文件.
- 内容简介：
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基于积极工具与嵌入压电陶瓷驱动器的电脑数控车床振动的主动控制 摘要 在车削加工过程中振动和颤动频繁影响了加工结果，特别是在表面加工时。振动同时影响刀具寿命。道具和工件发生相当运动时经常引起工作环境中的噪音，这些问题可以靠控制机床振动来减少。 但是，机床振动控制系统通常并不适应于普通车床和车削操作。机械结构的物理特性或解决方案中涉及的关于引进非缓冲质量的振动通常会限制它们的适应性。 一个普通车床主动控制应用解决方案已经制定，它是基于行业标准的刀柄带有嵌入式压电陶瓷驱动器和自适应 反馈控制器。自适应控制器是基于众所周知的 法，它使振动大大降低到最高达 40 分贝在 赫磁 条件下 。 1. 引言 在车削过程中，刀具和刀柄受动态 的激励由于工件材料在切削过程中的变形。随着切削成形过程通常诱导机床系统振动。切削形成产生的能量刺激了机床系统的机械模式，工件的模式也影响刀具的振动，刀具和工件之间的相对运动会影响加工的结果。尤其是表面加工同时产生了严重噪音。机器操作人员有时几乎无法忍受。刀具寿命也与振动量有关，众所周知，振动问题与机械机构和工件材料刚性有关。振动问题可以通过加 强机械结构得到部分解决，为了得到进一步改善，刀柄的刚性可以增加更多的选择。 机床的主动控制是解决这些问题的方法，一般来说，机床系统被列为窄带系统，因此，刀柄振动通常可以描述为窄带随机过程中各种形式的频率 的叠加 1。这些加在一起形成了一个更宽的频段随机过程。在车削过程中，刀具的振动包括两个方面的振动，切削运动方向和进给运动方向 1。通常，切削方向的振动和进给方向的振动无线性关系，除了一些特征频率外 1。因此，控制问题涉及的反振动所产生的这些来源，将引起刀具的振动，然而，在外部纵向切削，绝大多数振 动是由切削方向引起，因此，控制切削方向的振动是一个解决振动的适当 方法 2。为了控制刀具的振动模式，必须选择一个驱动器，能够把次要振动引入到这些模式。不过，定位器的安装必须仔细挑选，以避免不必要的重建及车床性能的下降，通过在标准刀柄中嵌入压电陶瓷驱动器，普通车床也能实现主动控制。 本文探讨了切削速度方向的刀具振动单通道反馈控制。单通道控制系统图如下图 1 a 所示。该刀柄在此应用程序中使用了一个嵌入式的压电陶瓷驱动器，也就是次级来源，并且是在电信和信号部门制定刀柄结构，如图 1 b 所示。 2 材 料和方法 验装置 切削实验是在 250M 削中心中完成，大加工直径为 300大加工长度为 1007柄的设计基于嵌入式设计 。图 1： a）机床反馈控制系统 2， b）刀柄与嵌入式压电陶瓷控制器 石英陶瓷堆栈器和加速度计安装在刀具以使人们有可能衡量切削速度方向的振动。为了操控石英压电堆栈器，采用了自定义设计的放大器，一个数字信号处理器也被使用。测 量结果通过双通道信号分析仪进行分析。此外，双通滤波器是采用调节输入电平的 A/D 转换和D/A 转换器输出水平。 件切削材料和刀具几何参数 实验使用工件材料为 541鉻钼钢 1，经过实验，初步确定切削过程中窄带宽的机床系统和该种材料，切削材料和几何参数得合适组合。见表 1. 被选中的祝贺造成刀具的剧烈振动，造成了工件表面质量的明显恶化及产生了严重的噪音。工件的直径故意选择很大（超过 100是为使工件的振动可以忽略不计。 动 控制 刀柄 为了控制刀柄的振 动模式，必须选择一个驱动器使次级振动引入这些模式。不过，定位器的安装必须仔细挑选，以避免不必要的重建或车床性能的降低。刀具振动和刀柄的弯曲趋势，由随机芯片 测量，形成过程可能会削弱引进的刀柄相反的弯矩，通过安装在高峰期的模态应变区执行器和优化驱动器与刀柄中心轴的偏移距离，合适的控制力度可由感应压电控制器引入。因此，刀柄弯曲变形引入执行器的轴向变形通过方向相反的力量控制平衡，以减少刀具的振动。该驱动器与嵌入式原则的主动刀柄如图 1b 所示。 适应控制刀具振动 刀具的振动的激发源，材料的变形过程，不能 直接观察到。因此，机床振动控制器的控制原理是基于反馈的方法。刀柄的反应可以用传感器测量，执行器安装在机床上以引入次级反振动，刀柄的反应可以被修改 2。执行器是由一个指挥器、加速度感应器和刀柄振动信号反馈控制器组成，反馈控制系统的框图如图 2 所示。 该控件的目的是最大限度地减少均方误差，作为输入信号的自适应 波器，控制装置误差信号的使用将使自适应 波器充当反馈控制器，这将使均方误差和滤波器系数之间的关系变得复杂，即均方误差将不会是滤波器系数的二次函数。均方误差函数可借助滤波器系数多式联解 3，对于一对表面均方误差最小的搜索可以由著名的 算法定义 2。 n)是滤波器参考信号载体， 算法的反馈控制系统如图 2 所示，在图 2中 图 2： 算法反馈控制局势等效框图 随着 输入 我们同在一个自适应反馈控制系统的数字滤波器 , 观察反馈信号 x（ n） = e（ 此外， C 表示的动态辅助系统（ 进给方向 ） 在控制中 ，即电机响应。 这条道路的估计是记做 C *. 这是习惯使用的 进给方向 的脉冲响应估计的做法。因此，参考信号 n)将是一个近似 值 ，与估计 的进给方向不同 ， 真正的 进给方向 既影响稳定性能 也影响 算法的收敛速度 ， 7。 估计误差可表示如下 2; 式中使用了延时操作。 从这个表达式是显而易见的过滤两极，即有用信号之间的传递函数 d（ n）和估计误差 e（ n）的，受控制器的响应影响 。 反馈控制系统的稳定性取决于 法能力控制 ， 自适应 波器的时变控制器的响应，在不违反闭环稳定性的要求，即奈奎斯特稳定判据 8。 在反馈控制 中 ，限制在控制信号能量产生一个更强大的 反应。 通过引进“记忆 ”是减少 ， 从而减少了在自适应 波器响应的能源 ， 也是在 减少 控制信号能源。 该 法是通过不同的 数向量自适应算法改进， 泄漏的因素 和 算法 因此，为对 数向量自适应算法 ， 由 7： 泄漏系数 r 是一个真正的积极的参数 ， 满足条件： 次级路径是 在最初阶段估计 ， 是由一个由第二自适应 法带领过滤掉。 其中 ，宽带信号 被使用。 固定 的 滤器估计的进给方向将 随后用 于 预过滤器的输入信号为 算法系数向量适配。 对于 刀具 的振动控制 ， 20 自适应 波器 和 35自适应 波器 一起使用，估计次级路径 2。 这些过滤器长度 受 使用的信号处理器的处理能力的限制。 数字滤波器 选择 16 样率。 为了尽量减少循环中的延迟，不混淆或重建过滤器使用 ， 显然，这就需要特别小心以免混淆。 3 结果 刀柄被认为是切削速度方向的振动起源，为了说明切削速度方向的刀具振动反馈控制，刀具的振动谱密度的反馈控制没有在同一个图表中。图 3 显示了一个典型的结果。 图 3： 刀具的振动 ， 20波器 反馈控制（固体）和无（虚线谱密度）。 步长 =割速度 v = 80m/削深度 a = 进给率 s = 刀具 50508 7015 级。 在 a）泄漏因子 = 1，在 b ） 渗漏因子 = 着刀具的自适应反馈控制振动，它执行宽带频率振动和管理，以减少多达 40 赫的振动水平。如果泄漏的因素引入到 算法的自适应控制系统，性能将下降，这些说明如图 3b 给予谱密度所示。 图 4：奈奎斯特的反馈控制系统图，步长 = 在 a） 中 = 1 ， 在b） 中 = 为了说明泄漏对反馈控制系统稳定性的影响， 奈奎斯特 图的最重要组成部分，即 奈奎斯特 图的最接近点（ 0），是为开发的估计很大环路频率响应和没有在 算法中泄漏，图 4a 显示了无泄漏事件 奈奎斯特 图，图 4b 显示了泄漏的 算法案。 有人认为，自 适应反馈振动控制的刀具使工件表面质量得到改善，图 5 是实验中使用的工件照片显示。 图 5：工件表面有和没有自适应反馈控制 4 结论和未来的工作 显然，从所提出的结果，在切削运动过程中，可以使用嵌入式压电陶瓷驱动器和一个自适应 波器反馈控制刀柄来控制。而且，通过在刀柄中嵌入控制器能有效控制普通车床的振动。 自适应反馈控制刀具的宽带振动，能降低 40 分贝 在 赫的振动水平（见图 3）。 因此，至关重要的是，自适应反馈控制机床振动处理时的变量环境，事实上， 算法视乎在车削过程中刀具振动反馈控制上有巨大的潜力。据报道， 2。 泄漏因素减少自适应 波器的频率和频率响应程度，即会导致控制系统的环路增益减少，这样使开环频率响应轨迹和点（ 0） 的距离 ，这可以通过比较 奈奎斯特 图和开环反馈控制系统图得到， 算法是用来控制自适应 波器，通 过对图 4所示的滤波器相应控制系统开环反应 奈奎斯特 图的观察，控制系统可能会成为更强劲的 奈奎斯特 图当泄漏 算法控制自适应 波器的响应。 从制造业的角度看，改善表面质量具有重要意义，表面质量是一个更稳定的自适应
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