Введение
Глава 1 Современное состояние вопроса исследования процессов высокоскоростной механической обработки. Постановка и задачи исследования 15
1.1, Состояние и перспективы высокоскоростной обработки 16
1.2. Современные теории возникновения вибраций при резании 19
1.2.1. Возникновение автоколебаний вследствие нелинейной характеристики силы резания 22
1.2.2. Возникновение автоколебаний вследствие инерционности самого процесса резания 23
1.2.3. Возникновение автоколебаний вследствие координатной связи 25
13. Характеристики процесса резания 29
1.3 1. Статическая характеристика процесса резания 30
1.3.2. Динамическая характеристика резания 31
1.4. Современные методы обеспечения эффективности высокоскоростной обработки 37
1.4.1. Трохоидальная обработка 39
1.4.2. Плунжерное фрезерование 43
1.4.3. Сплайн-интерполяция 44
1.5. Постановка задачи исследования 46
Глава 2. Методы экспериментальных и теоретических исследований 48
2.1. Описание стендов для исследования высокоскоростной обработки 48
2.1.1. Стенд для исследования процесса точения 48
2.1.2. Стенд для исследования процесса фрезерования 54
2.2. Методы устранения шумов в измеряемых сигналах 56
2.2.1. Экранирование 57
2.2.2. Заземление 58
2.2.3. Устранение кабельного эффекта 59
2.3. Используемые алгоритмы обработки экспериментальных данных 60
2.3.1 Практические аспекты вычисления фрактальной размерности 60
2.3.2 Алгоритм вычисления информационной энтропии 68
2.4. Выводы 74
Глава 3. Экспериментальные исследования 76
3.1. Исследование механизма стружкообразования при высокоскоростном резании 76
3.2. Исследование динамических процессов при механической обработке,.. 92
3.3. Исследование сигналов виброакустической эмиссии, излучаемой при высокоскоростной обработке 108
3.4. Исследование профиля поверхности, получаемой после механической обработки 114
3.5. Выводы 118
Глава 4. Повышение эффективности высокоскоростной механической обработки на этапе раннего проектирования металлорежущих станков . 120
4.1. Энергетические и термодинамические соотношения, определяющие технологические свойства механической обработки 120
4.2. Обеспечение динамической устойчивости металлорежущих станков на стадии их раннего проектирования 129
4.3. Интеллектуальное проектирование станочных систем на основе подходов синергетики и математического аппарата нейронных сетей 139
4.4. Выводы 161
Глава 5. Повышение эффективности высокоскоростной механической обработки на стадии расчета траектории движения режущего инструмента 163
5.1. Основные проблемы при проектировании траекторий режущего инструмента для высокоскоростной обработки деталей 163
5.2. Пути решения проблемы составления управляющих программ ЧПУ при высокоскоростном резании 169
5.3, Оптимизация траектории движения режущего инструмента и управляющих программ для станков с ЧПУ на основе методов нелинейной динамики 178
5.4, Применение клеточных нейронных сетей для формирования эффективных траекторий движения режущего инструмента при высокоскоростной обработке 194
5.4.1. Методика формирования траекторий режущего инструмента для операций высокоскоростного фрезерования открытых полостей (карманов)
196
5.4.2 Расширение возможностей САМ-системы Urographies с помощью клеточных нейронных сетей и алгоритмов нелинейной динамики 204
5.5, Выводы 216
Глава 6. Повышение эффективности высокоскоростной механической обработки на этапе изготовления детали 218
6.1. Применение искусственных нейронных сетей для качественного мониторинга и оптимального управления процессами механической обработки 219
6.1.1. Синтез диагностических моделей процесса резания на базе нейронных сетей встречного распространения 219
6.1.2. Синтез динамических нейронносетевых моделей для мониторинга рабочих процессов высокоскоростной механической обработки 230
6.1.3. Синтез интерполяционных нейронносетевых моделей для задач оптимального управления технологическими процессами ВСО 240
6.2. Диагностика динамических процессов высокоскоростной механической обработки методами нелинейной динамики 245
6.2.1. Исследование динамической системы станка при резании методом реконструкции аттрактора 246
6.2.2. Оценка устойчивости упругой системы станка методом реконструкции уравнений аттрактора 258
62,3. Оптимизация динамических свойств упругой системы станка на основе алгоритмов нелинейной динамики 261
6.4. Применение метода нейронносетевои аппроксимации в управлении приводами подач высокоскоростных металлорежущих станков 266
6.5. Динамический паспорт станка для операций высокоскоростной обработки 275
6.5.1. Высокоскоростное фрезерование 276
6.5.2. Высокоскоростное точение 282
6.6. Математическое моделирование динамической устойчивости процесса резания в виде нелинейного осциллятора с разрывными характеристиками. 289
6.7. Выводы 310
Общие выводы 313
Библиографический список 317
