基于小波包技術(shù)的刀具振動(dòng)分析及表面粗糙度預(yù)測(cè).pdf

1、表面粗糙度對(duì)零件的使用性能有很大的影響，如果能在切削過程中在線預(yù)測(cè)表面粗糙度值，則可以及時(shí)調(diào)整切削參數(shù)，有效地控制產(chǎn)品的廢品率，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本文主要考慮刀具振動(dòng)對(duì)表面粗糙度的影響，基于切削理論建立表面粗糙度的預(yù)測(cè)模型。
　　 本文對(duì)工件表面粗糙度的影響因素進(jìn)行了分析，刀具振動(dòng)是影響表面粗糙度的主要?jiǎng)討B(tài)因素，其中，刀具在切削深度方向上的振動(dòng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于刀具在其他方向上的振動(dòng)對(duì)粗糙度的影響。研究了工件表面形貌的形成機(jī)理，采用

2、仿真的方法將實(shí)際表面粗糙度輪廓表示為理想輪廓和刀具與工件之間高頻振動(dòng)的疊加。研究中假設(shè)主軸旋轉(zhuǎn)頻率較刀具振動(dòng)頻率低很多，對(duì)粗糙度的影響較小，因此，以刀具振動(dòng)信號(hào)處理作為主要研究?jī)?nèi)容。
　　 本文利用直接測(cè)量法對(duì)刀具的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析。首先，利用加速度傳感器采集刀具的振動(dòng)信號(hào)，通過軟件編程對(duì)信號(hào)進(jìn)行前處理，在頻域內(nèi)兩次積分后在時(shí)域內(nèi)轉(zhuǎn)換為位移信號(hào)。其次，對(duì)刀具的位移信號(hào)進(jìn)行小波包分解和重構(gòu)，取其中所占能量較大的頻率段作為主要研究對(duì)

3、象。最后，利用傅里葉變換對(duì)各頻段的信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，取出各頻段中幅值最大處對(duì)應(yīng)的頻率，則刀具的振動(dòng)方程可表示為這幾個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的余弦方程的和。
　　 通過求解切削過程中刀具上各點(diǎn)的軌跡方程，建立工件表面三維形貌的仿真模型。將求解的刀具振動(dòng)方程帶入該模型，利用MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)仿真，通過該三維模型可以方便地求出工件表面各處的粗糙度值。
　　 把工件各段的預(yù)測(cè)粗糙度值與實(shí)測(cè)粗糙度值進(jìn)行比較，結(jié)果表明預(yù)測(cè)的精度很高，說明使用該