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《南京工业大学》 2004年
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数控强力切削的颤振机理研究

方成刚  
【摘要】:数控强力切削机床的动态和稳态品质是影响机床加工效率的重要因素之一, 改善数控强力切削机床的切削性能,提高加工效率一直是人们追求的目标。 本文首先分析了普通强力切削过程的特点及其稳定性影响因素,指出传统切 削颤振模型的不足之处,进而建立了没有稳态误差的、适合于数控强力切削分析 特点的新切削颤振模型,并通过代数判据法、计算机仿真等多种方法求解出影响 强力切削稳定性的极限切削宽度。 数控强力切削机床伺服系统的三环整定关系到机床伺服系统的动态和稳态 性能。本文在介绍伺服系统三环结构工程校正的基础之上,着重研究了基于状态 空间反馈的电流环控制方法和数控强力切削机床的谐振特点,提出了工程整定的 新方法。仿真和实验结果表明:一、基于状态空间反馈的电流环可以有效的提高 系统的随动性能,使系统具备更强的鲁棒性;二、数控强力切削机床的谐振频率 不仅取决于机械环节的固有频率,还与速度环等效固有频率有关,合理选择伺服 和机械结构参数可以提高系统通频带宽度,有效的避免机床谐振。 由于数控强力切削机床的动态切削过程是一个机电一体化的综合控制系统, 它的颤振规律和普通强力切削颤振规律既有一定的相同之处,又有许多区别。本 文建立并分析了数控强力切削动态过程的数学模型,仿真结果表明影响数控强力 切削过程稳定性的因素不仅包括了普通强力切削过程中所涉及的如振动质量、重 叠系数、切削刚度等因素,还包括伺服系统的参数。 本文最后将模糊控制 P 调节器引入数控强力切削伺服系统的位置环,以适应 数控强力切削过程的时变、大干扰、非线性等特点。仿真结果表明基于模糊控制 的伺服系统具有良好的动态特性和鲁棒性,可以使机床获得更大的极限切削宽度 和扰动抑制能力。
【学位授予单位】:南京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TG659

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【引证文献】
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