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基于深度学习的数控机床智能化研究进展 被引量：4
1
作者 曹泽 刘福聪 阎兵 《工具技术》 北大核心 2023年第12期3-9,共7页
随着新一代人工智能技术的应用,数控机床迎来了新的发展机遇,正在向高精度、高效率、自动化和智能化的方向发展。在新技术中,深度学习因具有减少人为提取特征导致的特征不完备性和较好的迁移学习性,在数控机床的刀具状态检测、误差补偿... 随着新一代人工智能技术的应用,数控机床迎来了新的发展机遇,正在向高精度、高效率、自动化和智能化的方向发展。在新技术中,深度学习因具有减少人为提取特征导致的特征不完备性和较好的迁移学习性,在数控机床的刀具状态检测、误差补偿、故障诊断等方面都有极其重要的作用。对深度学习的研究仍是数控机床智能化的基础,通过介绍深度学习中CNN、DNN、LSTM的结构原理,对深度学习拓展和改进方法在数控机床的误差补偿、故障诊断、刀具检测以及其他领域的应用进行了详细叙述,为未来智能机床的研究发展提供了理论参考。 展开更多
关键词 深度学习 数控机床 智能化
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回油槽结构对高速插齿机静压主轴性能影响研究 被引量：1
2
作者 焦宇泽 李栋 +2 位作者 戚厚军 奚浩然 邢侃 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第2期183-193,共11页
为提高数控高速插齿机静压主轴工作性能,以摩擦学和流体力学理论为基础,通过理论分析、数值模拟,探究了不同工况条件下有、无回油槽对静压主轴性能的影响规律。首先,建立了有、无回油槽油膜流体仿真模型和流固耦合模型,基于实际工况参... 为提高数控高速插齿机静压主轴工作性能,以摩擦学和流体力学理论为基础,通过理论分析、数值模拟,探究了不同工况条件下有、无回油槽对静压主轴性能的影响规律。首先,建立了有、无回油槽油膜流体仿真模型和流固耦合模型,基于实际工况参数进行了仿真计算,探究了有、无回油槽对油膜承载力、刚度、剪切力和轴套最大变形量的影响规律;然后,利用瞬态计算,分析了在10次冲程运动内有、无回油槽结构对静压主轴油膜黏性生热现象的影响,探究了相同工况下不同回油槽形状对油膜承载力与刚度的影响;最后,搭建了静压导轨实验平台,通过实验数据证明了有限元仿真模型的有效性。研究结果表明:添加回油槽结构可以使油膜承载力和刚度提升约1.5倍,可小幅降低油膜黏性阻力,并使油膜平均温度保持稳定;在低偏心率时,无回油槽轴套相对有回油槽轴套变形量最大相差40%,高偏心率时则相反;偏心率较低时,回油槽形状对油膜刚度影响相对较大。该研究可为高速插齿机静压主轴结构参数优化和工程应用提供参考。 展开更多
关键词 静压主轴 回油槽结构 黏性生热 流固耦合模型 油膜承载力 油膜刚度 轴套变形量
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基于工况特征的高速插齿机静压主轴润滑特性研究
3
作者 焦宇泽 李栋 +2 位作者 戚厚军 奚浩然 邢侃 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第6期140-145,共6页
针对高速插齿机静压主轴在实际工况特征下存在润滑特性不明晰的问题,以摩擦学和流体力学理论为基础,采用有限元仿真法建立不同受载状态下的静压主轴流体仿真模型及流固耦合模型,基于实际工况特征探究不同工况参数下静压主轴的润滑特性... 针对高速插齿机静压主轴在实际工况特征下存在润滑特性不明晰的问题,以摩擦学和流体力学理论为基础,采用有限元仿真法建立不同受载状态下的静压主轴流体仿真模型及流固耦合模型,基于实际工况特征探究不同工况参数下静压主轴的润滑特性变化规律。结果表明,油膜承载力、主轴轴套变形量及黏性阻力随径向增大而增加,而油膜刚度则是随径向载荷增大先减小后增加。轴套最大变形位置随径向载荷增大而不同。在相同径向载荷下,主轴冲程速度对油膜承载力基本无影响而黏性阻力随冲程速度增大而增加。增大供油压力可显著提高静压主轴承载性能但轴套最大变形量也有明显增大,同时会改变油液流动方向进而加剧油膜黏性剪切应力集中现象,最终使得应力集中区域油膜破裂出现润滑失效现象。 展开更多
关键词 流体机械 高速静压主轴 润滑特性 工况特征
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螺旋锥齿轮全数控铣齿的齿面建模与啮合分析
4
作者 李庚 王鹏 +2 位作者 邢侃 戚厚军 吴嘉豪 《工具技术》 北大核心 2025年第9期119-127,共9页
螺旋锥齿轮全数控铣齿是一种先进的齿轮加工技术,其融合数控机床的高精度控制能力,能够替代摇台式机床铣齿,实现螺旋锥齿轮的高效精确加工。本文根据传统摇台式机床的结构特征和铣齿原理,提出由摇台式机床铣齿向五轴全数控铣齿的加工运... 螺旋锥齿轮全数控铣齿是一种先进的齿轮加工技术,其融合数控机床的高精度控制能力,能够替代摇台式机床铣齿,实现螺旋锥齿轮的高效精确加工。本文根据传统摇台式机床的结构特征和铣齿原理,提出由摇台式机床铣齿向五轴全数控铣齿的加工运动转换方法。基于刀刃的几何形状,通过坐标变换建立全数控铣齿过程中刀刃扫掠轨迹的数学模型,实现切齿过程的精确模拟。采用布尔运算方法,由刀刃扫掠轨迹包络形成工件齿面,建立齿面三维模型。在HyperMesh软件中对齿面模型进行网格划分,并导入ANSYS Workbench软件中进行齿面接触有限元仿真,结果表明,本文由全数控铣齿方法获得的螺旋锥齿轮副满足啮合条件,证明螺旋锥齿轮全数控铣齿齿面建模和啮合分析方法是可行的。 展开更多
关键词 螺旋锥齿轮 全数控铣齿 刃扫面 齿面接触分析
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螺旋锥齿轮全数控铣齿切削力——热有限元分析及工艺优化
5
作者 吴嘉豪 王鹏 +1 位作者 阎兵 李庚 《工具技术》 北大核心 2025年第8期69-77,共9页
利用ABAQUS有限元仿真软件建立全数控渐缩齿锥齿轮铣齿加工大轮物理仿真模型,设定不同切削参数,计算铣齿切削过程中的切削力和切削温度最大值、均值。采用正交试验法对切削力和切削温度进行极差分析,明确切削力和切削热的影响规律,选出... 利用ABAQUS有限元仿真软件建立全数控渐缩齿锥齿轮铣齿加工大轮物理仿真模型,设定不同切削参数,计算铣齿切削过程中的切削力和切削温度最大值、均值。采用正交试验法对切削力和切削温度进行极差分析,明确切削力和切削热的影响规律,选出最优的工艺参数组合。结果表明,影响切削力的主要因素为切削深度,影响切削热的主要因素为切削速度。确定铣齿切削力和切削温度最大值、均值影响因素的最优水平组合:切削速度为13.13 rad/s,切削深度为0.2 mm,刀齿主切削刃前角为15°。基于极差分析优水平组合控制单因素试验变量,获得各因素在不同水平下的切削力和温度变化特征,经验证表明,其与正交试验结果具有一致性。 展开更多
关键词 螺旋锥齿轮 铣齿 切削力 切削温度
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面向正向设计的数控插齿机静刚度建模方法研究 被引量：1
6
作者 刘少帅 韩林 李伟光 《工具技术》 北大核心 2023年第2期70-77,共8页
整机末端静刚度对插齿机的静、动特性和加工精度具有重要影响。从正向设计的角度出发,在提出结构件及包含转台在内的功能部件静刚度特性表征方法的基础上,通过分析结构件/功能部件在切削力作用下的变形,获得结构件/部件实际变形矩阵,依... 整机末端静刚度对插齿机的静、动特性和加工精度具有重要影响。从正向设计的角度出发,在提出结构件及包含转台在内的功能部件静刚度特性表征方法的基础上,通过分析结构件/功能部件在切削力作用下的变形,获得结构件/部件实际变形矩阵,依据插齿机拓扑结构,建立插齿机静刚度解析数学模型,解决了末端静刚度指标与结构件/功能部件刚度特征间的映射关系建模问题。同时,为验证所建立解析模型的有效性,建立了插齿机有限元模型,对比分析了解析模型与有限元计算结果。所建立的解析刚度模型为开展整机静刚度正向设计提供了理论基础。 展开更多
关键词 数控插齿机 整机静刚度 解析模型 有限元模型
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插齿机主驱动系统动平衡分析与优化
7
作者 刘若飞 戚厚军 阎兵 《工具技术》 北大核心 2025年第10期111-116,共6页
针对插齿机主驱动系统动平衡问题,依据惯性力分析理论,在原有的平衡方法基础上,采用一种用于平衡往复移动惯性力的平衡结构。基于ADAMS多体动力学分析软件,分析驱动系统未进行平衡时的惯性力,对比传统平衡方法和采用新结构的平衡效果优... 针对插齿机主驱动系统动平衡问题,依据惯性力分析理论,在原有的平衡方法基础上,采用一种用于平衡往复移动惯性力的平衡结构。基于ADAMS多体动力学分析软件,分析驱动系统未进行平衡时的惯性力,对比传统平衡方法和采用新结构的平衡效果优劣,并分析曲柄长度、曲柄质量、连杆长度、连杆质量等因素对惯性力的影响。对曲柄长度和平衡块质量进行优化设计,结果表明:相比于原有平衡方法,优化设计后的结构对惯性力的平衡达到94.48%,有效地减小床身所受惯性力,提高插齿机主驱动系统的动力学性能。 展开更多
关键词 插齿机 动平衡 ADAMS 优化设计
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插齿机静压主轴系统油膜承载特性的解析及仿真
8
作者 范松林 李栋 +2 位作者 戚厚军 李金雨 邢侃 《机电工程》 北大核心 2025年第6期1055-1064,共10页
针对传统方法求解油膜刚度存在误差的问题,提出了一种改进的解析方法,以此来分析插齿机静压主轴系统的油膜承载特性。首先,介绍了静压主轴的结构和参数;然后,根据雷诺数推导了液体静压系统流态,选取毛细管节流形式对静压主轴进行了液压... 针对传统方法求解油膜刚度存在误差的问题,提出了一种改进的解析方法,以此来分析插齿机静压主轴系统的油膜承载特性。首先,介绍了静压主轴的结构和参数;然后,根据雷诺数推导了液体静压系统流态,选取毛细管节流形式对静压主轴进行了液压控制,利用几何关系描述了主轴位移与各油腔封油面油膜厚度之间的关系,基于液体静压支承原理,考虑毛细管节流器和对置油腔压力差的影响,推导出了流量表达式和阻尼力的公式;最后,利用流量连续性原理,推导出了无回油槽静压主轴系统的油膜承载特性解析模型,分析了初始液阻比和主轴径向位移速度对油膜刚度的影响,通过仿真分析和实验验证了模型的正确性。研究结果表明:静压主轴油膜承载特性解析模型的计算结果与仿真结果相差4.18%,与实验测试结果相差6.8%,该解析模型适用于工程实践。无回油槽静压主轴系统的解析模型能够准确地描述静压主轴系统在不同工况下的油膜承载特性,可为静压主轴系统的设计和优化提供理论依据。 展开更多
关键词 静压主轴 流体仿真 承载特性 解析法 毛细管节流
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针齿壳剐齿加工切削力和切削热有限元分析及其工艺优化
9
作者 倪远超 王鹏 +2 位作者 薛锐 刘福聪 满佳 《工具技术》 北大核心 2023年第11期97-102,共6页
剐齿切削过程中刀具受到的切削力和切削热对刀具的使用寿命有很大影响,不合理的工艺参数设置使针齿壳剐齿刀易发生破损和快速磨损失效,目前该类刀具剐齿加工过程中切削力、热特征尚不明确,无法对刀具设计和工艺参数优化提供理论指导。... 剐齿切削过程中刀具受到的切削力和切削热对刀具的使用寿命有很大影响,不合理的工艺参数设置使针齿壳剐齿刀易发生破损和快速磨损失效,目前该类刀具剐齿加工过程中切削力、热特征尚不明确,无法对刀具设计和工艺参数优化提供理论指导。基于上述问题对针齿壳剐齿刀具进行设计与三维建模,通过ABAQUS有限元软件搭建针齿壳剐齿加工仿真模型,模拟针齿壳内圆弧齿的实际加工过程;对剐齿加工过程中的切削力和切削热数据进行计算,分析主要工艺参数对剐齿刀切削力和切削热的影响规律;采用正交试验方法,以剐齿切削力均值、幅值以及切削热的幅值为依据优化剐齿工艺参数,并通过极差分析获知影响剐齿切削力和切削热的主要因素。结果表明,影响针齿壳剐齿加工切削力和切削热的决定因素为切削深度。 展开更多
关键词 剐齿 切削力 切削热 有限元
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