PCBN刀具磨损形态与磨损规律的实验研究

对PCBN刀具切削灰铸铁和淬硬45号钢时的刀具磨损形态进行了观察，其磨损形态主要表现为前刀面磨损、后刀面磨损、边界沟槽磨损和破损。对PCBN刀具的磨损规律进行了研究分析，发现湿式切削PCBN刀具容易产生热裂纹，裂纹扩展导致刀具急剧磨损，甚至破损；PCBN刀具干式条件下切削铸铁，随切削速度提高，刀具磨损减少，刀具寿命提高，切削力随PCBN刀具磨损量的增加而增大。     

数控加工中基于改进的SOM网络刀具磨损监测技术研究

介绍人工神经网络的基本概念及在刀具磨损监测中的应用,研究并比较其两种典型网络---BP网络和SOM网络的结构与算法,并对SOM进行改进。通过比较得出：改进的SOM网络在磨损估计方面具有学习速度快、精度高的优点,实际应用价值较大。     

切削过程中刀具后刀面磨损预测的计算机模拟

根据由切削理论、摩擦理论建立起的刀具磨损特性这一理论模型，将以传热学为基础的、利用有限差分计算出的切削温度、应力等有关参数代入模型中，以硬质合金刀具切削碳钢为例，对二元定常切削状态一刀具后刀面的磨损量进行了计算机模拟预测。经分析，计算结果与实验数据吻合良好。这不但表明，在切削加工过程中对刀具后刀面磨损进行预测是可行的，同时也为进一步研究切削状态的适应性、实惠切削加工最佳化奠定了基础。     

硬质合金铣刀在铣削钛合金过程中的磨损实验研究

针对硬质合金刀具在铣削钛合金过程中容易失效而导致平均寿命低的问题,开发了0.5μm WC颗粒和12%Co配比的新型硬质合金材料刀具,与市场上2种主流刀具进行钛合金湿式铣削磨损对比实验。根据拍摄的刀具前后刀面磨损形貌,分析了3种刀具的失效形式及磨损机理。结果表明,在铣削前期新型刀具圆周后刀面呈现出均匀的磨损带,磨损以粘结磨损和磨粒磨损为主,在铣削后期出现裂纹、崩缺等不均匀磨损;整个磨损过程主要经历初期磨损、稳定磨损和急剧磨损3个阶段。与对比刀具相比,新型材料刀具平均寿命更高、抗崩性能更好、更利于钛合金的加工。     

刀具磨损状态监测与车削加工仿真研究

为研究刀具磨损量与切削力之间的关系,在车削过程中,通过测力仪采集得到切削力数值,通过影像测量仪测量刀具的磨损量。通过实验,研究切削力与刀具磨损的相关性,得出刀具切削力变化与磨损变化是一致的。通过Deform 3D软件对车削加工过程进行仿真,然后将模拟结果与实验结果进行了比较,为实际生产参数的选择提供理论依据。     

基于小波神经网络的切削刀具磨损识别

提出了一种基于小波神经网络的切削刀具状态监测方法,在采集切削加工功率信号的基础上,利用小波分解方法提取反映刀具磨损状态的信号特征量,利用小波神经网络的非线性模型和学习机制,实现刀具磨损状态的在线监测;针对多输入输出问题带来的网络规模大、收敛速度慢等问题,提出应用粒子群算法优化小波神经网络的方法,从而简化小波神经网络结构并加快收敛速度.仿真和应用实例证明,该方法比传统的基于BP的小波神经网络、GA优化的小波神经网络估计准确率高,消耗时间短.     

基于传感器信号融合和PSO-LSSVR的刀具磨损预测研究

最小二乘支持向量回归模型能有效地构建特征与刀具实时磨损间映射关系,但受限于自身参数的复杂性,无法获得最优模型性能,同时由于单个传感器的局限性,难以全面反映刀具磨损的多维信息。为进一步提升刀具磨损预测精度,提出一种基于多传感器信号融合并利用粒子群算法优化参数的最小二乘支持向量回归模型的刀具预测方法。通过对采集的传感器信号进行小波降噪,提取可用于反映刀具磨损的多域特征,并通过核主成分分析法对多域特征进行降维融合,采用经过粒子群算法优化参数的最小二乘支持向量回归模型构建融合后特征与刀具磨损的映射关系。通过公开数据集进行的实验,表明该模型具有较高的预测精度,验证了所提出预测方法的有效性。     

基于仿生微织构的电动修剪机刀具磨损性能研究

针对普通电动修剪机刀具易磨损、崩刃等情况,设计了一种蚯蚓仿生微织构刀具,以蚯蚓体表形貌为基础,利用激光成型技术加工刀具表面微织构,研究激光成型参数对成型沟槽几何尺寸的影响;通过摩擦磨损对比试验研究了仿生微织构刀具和普通刀具的摩擦因数和磨损情况,分析仿生刀具减磨机理;通过自制剪切试验平台对不同直径龙眼树枝进行刀具剪切试验,验证仿生刀具减磨特性。研究结果表明：优化后激光成型仿生刀具的工艺参数为：激光功率75W、激光扫描速度4.8mm/s;仿生刀具微织构实际尺寸为：沟宽138.3μm,沟深33.5μm;与普通刀具相比,载荷400g下沟槽间距1.6mm时微织构仿生刀具表现出最小摩擦因数02619和体积磨损量616.70mm3,具有明显减磨特性;随载荷增加磨损机制逐渐由黏着磨损、微切削磨损向磨粒磨损和氧化磨损的复杂磨损形式转变;磨损稳定时,沟槽间距1.6mm微织构仿生刀具所需剪切次数50~55次,比普通刀具剪切次数(45~50次)高5~10次,沟槽间距1.6mm微织构仿生刀具在剪切直径10、15、20mm的树枝磨损面积稳定次数分别为35~40次、45~50次、50~55次,树枝直径越大微织构刀具抗磨效果越明显。     

铣削加工刀具磨损过程双谱分析

双谱分析能够揭示时间序列的二次相耦合信息,特别适于铣刀磨损状态监测信号的特征抽取。通过提取铣削加工过程中机床主轴端振动加速度信号的双谱及其双相干系数,分析了铣刀后刀面渐进磨损过程双谱及其双相干系数的变化规律。研究结果表明:双谱分析提取的特征参数能够反映铣刀后刀面的渐进磨损过程,与实际铣刀磨损情况一致。     

高速车削铁基高温合金硬质合金刀具磨损机理

使用4种硬质合金涂层和非涂层刀具材料进行铁基高温合金GH2132的高速干车削试验,采用电子扫描显微镜(SEM)观察刀具的磨损形貌,通过能谱分析(EDS)分析磨损表面的元素分布,并对刀具的主要磨损机理进行分析.研究结果表明,使用硬质合金刀具材料高速干车削铁基高温合金GH2132时,刀具的磨损机理主要为粘结磨损、扩散磨损、氧化磨损并伴有少量的微崩刃.高速切削时刀具的前刀面磨损形态不同于常速切削时的磨损形态,即磨损不表现为月牙洼的形式,而是表现为切削刃处磨损最大的斜面磨损形式,前刀面磨损区域随切削速度提高而减小,但磨损深度增大.     

复合涂层刀具钻削Inconel 718的磨损性能研究

高温镍基合金在汽车轻量化中应用广泛,但加工过程中刀具极易磨损.针对这一问题,利用DEFORM-3D仿真软件建立不同涂层类型的麻花钻模型,对高温镍基合金Inconel718进行钻削仿真,分别研究了TiAlN涂层、Al2O3涂层、TiAlN/Al2O3复合涂层对钻头磨损的影响,并与普通硬质合金麻花钻进行了对比.研究结果表明...     

铣削刀具不同磨损期振动信号的分维特征

提出了应用铣削刀具磨损工作状态下的振动加速度信号的关联维数来描述刀具不同磨损状态下的特征,进而实现对状态的监测、识别。试验证明,刀具磨损在相同状态下,振动信号具有相近的关联维数,在不同状态下则有明显的关联维数。因此,关联维数不仅可以作为状态监测与识别的重要依据,而且可以作为其他特征提取方法的补充。     

棉秆粉碎刀具磨损状态监测系统设计与试验

针对棉秆粉碎还田过程中刀具磨损严重且缺少故障监测装置导致工作失效的问题,设计了一种搭载在棉秆粉碎还田机上的智能监测系统。系统以STM32单片机为主控制器,应用多种传感器融合技术,基于机器学习算法实现刀具磨损状态监测。为了解决棉秆粉碎刀具磨损非线性特征信号难以提取的问题,提出了一种融合改进蝴蝶优化算法(IBOA)和支持向量机(SVM)的刀具磨损状态监测方法(IBOA-SVM)。该监测方法以粉碎刀辊转速、左侧振动频率、右侧振动频率作为模型输入特征向量,将刀具磨损状态(正常状态、磨损状态、丢刀状态)作为输出。相较于未优化的SVM算法,通过IBOA算法优化SVM算法的参数,刀具磨损状态的识别准确率由95.61%提高至98.83%。为验证IBOA-SVM模型的有效性,在相同参数设置环境下进行多种模型的重复对比试验,试验结果表明：相较于SVM、PSO-SVM、WOA-SVM、BOA-SVM和CWBOA-SVM 5种模型,IBOA-SVM模型识别准确率平均值有所提升,单次试验的准确率均维持在较高的水平。将IBOA-SVM模型嵌入到监测系统,并进行田间验证试验,试验结果表明设计的刀具磨损状态监测系统在...     

粉碎机锤片磨损机理分析及粉碎性能试验研究

针对农业机械设备磨损严重,影响机械设备的使用寿命和物料的加工效果等问题,展开对锤片式粉碎机锤片磨损机理进行了研究。研究发现普通锤片磨损后工作断面形成凸型,而经表面渗碳处理的自磨刃锤片磨损后工作断面形成凹型。为此,在分析这两种锤片磨损机理的基础上,对粉碎机粉碎效果进行了对比试验。结果表明,普通锤片的磨损为显微切削和犁沟,自磨刃锤片的磨损为塑性变形而疲劳脱落。采用自磨刃锤片的粉碎机比普通锤片的粉碎机在生产率上提高2.63%,千瓦时电产量提高4.86%,粒度均匀度也有所改善。     

子午线轮胎磨损的计算机仿真

轮胎的磨损直接关系到轮胎的使用寿命.计算机仿真技术能够比较精确地模拟轮胎的磨损变形情况,为此采用ANSYS软件建立了子午线轮胎的三维有限元模型,通过分析轮胎的各个模态得到了轮胎各部位的变形和应力情况, 从而为降低或避免轮胎的磨损提供了一定的理论依据.     

数控机床故障分布的灰关联分析法

考虑截尾时间对数控机床可靠性的影响 ,提出引入故障总时间法计算故障时间。针对一批数据同时符合多种分布这一问题 ,提出采用灰关联分析方法计算试验数据与参考分布的关联度 ,根据关联度的大小 ,确定故障的最优分布模型。以 4台数控机床的现场截尾数据为例介绍运算过程 ,应用表明该方法简便易行 ,具有一定的工程应用价值。     

基于表面磨损的机床导轨副精度保持性模型

运用统计学规律对滑动导轨副在实际运行工况下的磨损特征与精度衰减进行了分析,从而建立了滑动导轨副的精度保持性模型,该模型反映了导轨副的精度保持性能与导轨副工况参数、运行参数、材料属性以及磨损状况的定量关系。利用自主研制的导轨副精度保持性实验台进行了导轨副试样的磨损精度实验,验证了理论模型的有效性。该理论模型既可以预测导轨副的精度保持寿命,也可以指导导轨副的耐磨设计及精度保持性设计。     

基于离散元法的立式粉碎机刀具数量分析与研究

为分析大豆立式粉碎机刀具数目对粉碎机粉碎效果影响,对立式粉碎机、黑农70大豆进行实体测量,建立粉碎机UG模型导入EDEM软件中,并建立黑农70大豆模型进行分析。以1.1~2.0s时间段内黑农70大豆颗粒所受的剪切力与损失能量评价指标,分析不同粉碎机刀具数量对粉碎效果的影响,并在前期研究基础上,研究不同大豆数目、不同刀具数量对粉碎机粉碎效果的影响。仿真结果显示:在大豆颗数为200、400、600时,均出现随着刀具数量的增加,黑农70大豆颗粒所受的剪切力与损失能量均明显增加。刀具数量相同时,随着大豆数量的增加,黑农70大豆颗粒所受的剪切力与损失能量均明显增加,其中大豆颗粒所受最大剪切力为169.692N,损失最大能量为10.863J。该结果为其他粉碎机刀具的研究与优化设计提供理论参考依据。