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复杂结构件数控加工精度与稳定性控制
随着航天发动机性能和技术指标的不断提升，涌现出叶轮、机匣、舱段、壁板等大量服役于高温、高应力恶劣工况的高性能复杂结构件，此类零件结构整体成形、型腔封闭狭小、型面精度苛刻、薄壁易于变形、材料难于切削、极低损伤要求，迫切需要解决高速切削机理、刀具设计制造、刀具路径规划、加工颤振抑制等制约高速切削加工效率、精度、稳定性的瓶颈问题。
项目在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项、国家自然科学基金的支持下，系统掌握了航天特种难加工材料高速切削工艺规律，提出了五轴铣削刀具“结构-参数-动态特性”一体化设计与无瞬心包络刃磨方法，提出了多轴铣削刀具路径高阶切触规划和精度控制方法，提出了多轴铣削加工过程稳定性预测与颤振在线抑制方法，掌握了多轴加工的装备工艺交互行为及其动态演变规律，揭示再生效应和过程阻尼对加工稳定性的影响，通过刀具结构模态耦合调整工艺系统阻尼，实现颤振在线抑制，显著扩大了极限稳定区域。
形成了完整和自主可控的多轴加工稳定性控制技术体系，应用于“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项五轴加工中心、车铣复合加工中心和数控系统换脑工程，显著提升了国产高档装备和精密刀具对于航天复杂结构件精密制造的适用性和可靠性，获北京市科技奖二等奖1项、中国专利奖优秀奖1项。
北京理工大学
2023-05-10
复杂结构件数控加工精度与稳定性控制
随着航天发动机性能和技术指标的不断提升，涌现出叶轮、机匣、舱段、壁板等大量服役于高温、高应力恶劣工况的高性能复杂结构件，此类零件结构整体成形、型腔封闭狭小、型面精度苛刻、薄壁易于变形、材料难于切削、极低损伤要求，迫切需要解决高速切削机理、刀具设计制造、刀具路径规划、加工颤振抑制等制约高速切削加工效率、精度、稳定性的瓶颈问题。
项目在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项、国家自然科学基金的支持下，系统掌握了航天特种难加工材料高速切削工艺规律，提出了五轴铣削刀具“结构-参数-动态特性”一体化设计与无瞬心包络刃磨方法，提出了多轴铣削刀具路径高阶切触规划和精度控制方法，提出了多轴铣削加工过程稳定性预测与颤振在线抑制方法，掌握了多轴加工的装备工艺交互行为及其动态演变规律，揭示再生效应和过程阻尼对加工稳定性的影响，通过刀具结构模态耦合调整工艺系统阻尼，实现颤振在线抑制，显著扩大了极限稳定区域。
形成了完整和自主可控的多轴加工稳定性控制技术体系，应用于“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项五轴加工中心、车铣复合加工中心和数控系统换脑工程，显著提升了国产高档装备和精密刀具对于航天复杂结构件精密制造的适用性和可靠性，获北京市科技奖二等奖1项、中国专利奖优秀奖1项。
北京理工大学
2022-05-30
一种数控机床铣削加工刀具破损监测方法
本发明公开了一种数控机床铣削加工刀具破损监测方法，该方法通过获取机床主轴电机电流信号，预处理后经过奇异谱分析与特征值提取过程，建立刀具破损监测模型，实现对刀具破损状态的监测，达到通过电流信号预测刀具破损的目的。本发明采用电流信号作为监测信号，具有信号获取容易，传感器成本低，安装方便等特点，奇异谱分解可以有效提取信号中与刀具状态相关的成分，并且奇异谱是基于信号内部结构的分解方法，计算速度快，节省时间；特征值是基于统计方法方差进行提取，可以有效反应刀具破损状态，并且也具有计算速度快的特点；支持向量机在小
华中科技大学
2021-04-14
基于机床不同结构状态的数控机床频响函数获取方法
一种基于机床不同结构状态的数控机床频响函数获取方法，该方法包括，步骤(1)将整个机床划分为两部件，包括固定部件和可动部件；步骤(2)获得可动部件在第一位置时机床结构状态的模态参数；步骤(3)获得可动部件在第二位置时机床结构状态的模态参数；步骤(4)利用不同结构状态的模态参数先计算得出模态标定因子，后结合频响函数的模态表达式合成机床在该结构状态的频响函数，本发明方法不需要测量输入力即可获得频响函数，应用本发明方法可实时监控机床的动态特性。
华中科技大学
2021-04-14
五轴数控机床通用后置处理及加工仿真系统
本成果针对国外对五轴数控机床相关技术的封锁，软件系统成本昂贵、成本高等特点，以及国内该领域的空白，在国家04专项的支持下，采用自主研制的五轴数控机床基于拓扑理论建立的通用运动学模型、求解算法和仿真方法，基于自主知识产权，开发出我国自己的五轴数控机床通用后置处理系统、代码验证仿真系统、几何误差建模/测量/辨识与补偿系统，该项成果已经获得3项发明专利，3项软件著作权，目前已经开发出五轴数控机床通用后置处理系统及加工仿真系统，正在进行产业化推进，项目整体已经达到国内领先、国际先进水平，有望实现产业化。
西南交通大学
2016-06-27
基于机床不同结构状态的数控机床频响函数获取方法
一种基于机床不同结构状态的数控机床频响函数获取方法，该 方法包括，步骤(1)将整个机床划分为两部件，包括固定部件和可动部 件；步骤(2)获得可动部件在第一位置时机床结构状态的模态参数；步 骤(3)获得可动部件在第二位置时机床结构状态的模态参数；步骤(4)利 用不同结构状态的模态参数先计算得出模态标定因子，后结合频响函数的模态表达式合成机床在该结构状态的频响函数，本发明方法不需 要测量输入力即可获得频响函数，应用本发明方法可实时监控机床的 动态特性。
华中科技大学
2021-04-14
超长大型全闭环数控系列三辊、四辊卷板机
超长大型全闭环数控系列三辊、四辊卷板机。
上海理工大学
2021-01-12
基于空运行激励的数控机床模态比例因子获取方法
本发明公开了一种基于空运行激励的数控机床模态比例因子获取方法，包括以下步骤：生成机床加速度的二值随机序列，并根据二值随机序列生成机床的空运行数控代码，计算二值随机惯性激励力序列的自功率谱 GXX(jω)，执行空运行数控代码，以测量机床的响应信号并计算响应信号的互功率谱矩阵，根据响应信号的互功率谱矩阵利用最小二乘复频域法计算系统极点λ1...N和以及模态 振 型 向 量 ψ 1...N 和 根据自功率谱 [GXX(j ω )] 、 系 统 极 点 λ 1...N 和 以及模态振型 向 量 ψ 1...N和 计算机床结构的模态比例因子。本发明能够估计激励序列的能量大小，继而从机床测点间的互功率谱矩阵中获取模态比例因子。
华中科技大学
2021-04-11
一种数控成形磨齿机的齿轮定位方法
本发明公开了一种数控成形磨齿机的齿轮定位方法，用于数控成形磨齿机磨齿加工过程中齿轮中心和齿形定位的方法，属于齿轮装夹定位领域。本发明的定位方法将在齿轮的齿槽定位过程中，控制机床测头对定位销轴进行测量得到其中心位置，将齿轮上位于齿槽中心线的定位孔与数控转台定位销进行装配可准确得到齿槽中心并实现齿轮中心定位。通过本发明的齿轮定位方法，可提升齿轮加工精度，对于批量化齿轮制造，能有效减少齿轮中心和齿形定位时间，提高加工效率。
南京工业大学
2021-01-12
XK2420数控龙门镗铣床及五面加工中心
机床为工作台移动、定梁龙门式镗铣类大型机床。工作台长度×宽度：8000×2000mm、立柱间通过宽度2500mm，机床自重76500Kg、工作台可承载工件重量5000Kg。适合于各类板类、箱体类和机架类零件的数控加工，可进行铣、镗、钻、铰、攻丝等各种操作，对复杂型面和空间曲面进行三座标联动数控插补加工。机床还配套有可交换的卧式镗铣头和万能镗铣头，能对工件一次装夹后实现五面加工。
机床采用SIEMEN数控系统，主轴功率41/30kW；X、Y、Z进给伺服配有HEIDENHAIN直线光栅尺，实现闭环控制；X、Y向导轨采用THK重负载型线性导轨，确保精确的定位；Z向镗铣头垂直运动导轨采用淬硬的矩形滑动导轨与贴塑导轨面相配合的导轨副，具有良好的抗震性和耐磨性。由于工作台行程超过了8000mm，X向驱动采用了双齿轮消隙、斜齿条啮合传动方式，有效地提高工作台进给的稳定性和行程长度。
上海理工大学
2021-01-12