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內(nèi)容簡介

　　本書是在第一版的基礎(chǔ)上，結(jié)合作者多年指導(dǎo)博士研究生從事數(shù)控技術(shù)與制造自動化研究工作的一線科研經(jīng)驗，通過建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ?，比較完整地描述切削加工過程，并通過仿真來研究切削參數(shù)對加工過程和加工質(zhì)量的影響，從而深入研究切削參數(shù)對加工和加工穩(wěn)定性及加工中各種物理現(xiàn)象的作用，以期優(yōu)化切削參數(shù)并開發(fā)相關(guān)制造過程監(jiān)控和參數(shù)優(yōu)化的智能模塊，使智能制造不只停留在生產(chǎn)管理和組織層面，而是深入到切削加工的參數(shù)和工藝優(yōu)化層面，實現(xiàn)真正意義上的智能制造。本書對于優(yōu)化制造過程，深入研究各類切削加工的物理過程有重要意義。本書旨在滿足機械制造、機電一體化等專業(yè)的碩士生、博士生、進修人員和部分高年級本科學(xué)生、從事制造自動化的相關(guān)科研人員的參考需求。

作者簡介

　　尤素福·阿廷塔斯（Yusuf Altintas），加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)（UBC）制造自動化實驗室（MAL）主任，國際制造自動化領(lǐng)域知名學(xué)者?，F(xiàn)任國際生產(chǎn)工程學(xué)會（CIRP）主席，加拿大皇家科學(xué)院（RSC）院士、加拿大工程院院士、美國機械工程師學(xué)會（ASME）和國際制造工程師學(xué)會（SME）會士，加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)機械工程系終身教授。主要研究方向為金屬切削、機床振動、控制和虛擬加工、制造自動化和智能制造等，他所領(lǐng)導(dǎo)的實驗室開發(fā)了先進加工過程仿真工具（CUT*PRO）、虛擬加工過程仿真工具（MACH*PRO），以及開放式模塊化數(shù)控加工系統(tǒng)（VirtualCNC），這些產(chǎn)品已進入商業(yè)領(lǐng)域，被全球機械加工領(lǐng)域超過200家公司和研究機構(gòu)、大學(xué)廣泛使用。羅學(xué)科，北京航空航天大學(xué)工學(xué)博士畢業(yè)，教授，博士生導(dǎo)師，北京石油化工學(xué)院校長，西安理工大學(xué)、北方工業(yè)大學(xué)兼職教授。國家教指委機械類專業(yè)指導(dǎo)委員會委員，兼任中國印刷設(shè)備與器材協(xié)會副理事長，中國印刷高等教育聯(lián)盟理事長。羅學(xué)科教授是享受國務(wù)院政府特殊津貼專家，北京市新世紀百千萬人才，北京市科技新星、北京市高等教育教學(xué)名師獎獲得者，先后2次獲得國家教學(xué)成果獎，2次獲得省部級科技進步獎。發(fā)表論文100余篇，出版教材著作譯著20余部，發(fā)明專利15項。作為北方工業(yè)大學(xué)先進制造技術(shù)科研團隊帶頭人，長期從事先進制造技術(shù)和智能裝備及傳感測試技術(shù)研究。在綜合機電技術(shù)研究與機電裝備研發(fā)領(lǐng)域，主持開發(fā)了中空玻璃全自動生產(chǎn)線成套設(shè)備，填補國內(nèi)空白，國產(chǎn)替代進口，等等。

圖書目錄

第1章導(dǎo)言 001

第2章金屬切削力學(xué) 003
2.1 導(dǎo)言 003
2.2 直角切削力學(xué) 003
2.3 切削力的機械模型 011
2.4 剪切角的理論預(yù)測 014
2.5 斜角切削的力學(xué)分析 014
2.5.1 斜角切削的幾何關(guān)系 015
2.5.2 斜角切削參數(shù)的求解 016
2.5.3 切削力的預(yù)測 019
2.6 車削加工的力學(xué)分析 020
2.7 銑削加工的力學(xué)分析 027
2.8 立銑切削力解析建模 034
2.9 鉆削加工的力學(xué)分析 038
2.10 刀具的磨損和破損 042
2.10.1 刀具磨損 044
2.10.2 刀具破損 048
2.11 思考問題 049

第3章機床結(jié)構(gòu)動力學(xué) 052
3.1 導(dǎo)言 052
3.2 機床結(jié)構(gòu) 052
3.3 加工中的尺寸和形狀誤差 053
3.3.1 外圓車削中的形狀誤差 054
3.3.2 鏜刀桿 055
3.3.3 立銑加工中的形狀誤差 055
3.4 加工過程中的結(jié)構(gòu)振動 059
3.4.1 自由振動和強迫振動的基礎(chǔ)知識 059
3.4.2 有向頻率響應(yīng)函數(shù) 065
3.4.3 設(shè)計和測量坐標(biāo)系 065
3.4.4 多自由度系統(tǒng)的解析模態(tài)分析 067
3.4.5 刀具和工件之間的相對頻率響應(yīng) 071
3.5 機床結(jié)構(gòu)的模態(tài)實驗072
3.5.1 頻率響應(yīng)實驗理論 073
3.5.2 模態(tài)測試實驗步驟 076
3.6 多自由度系統(tǒng)的實驗?zāi)B(tài)分析077
3.7 模態(tài)參數(shù)識別086
3.8 立銑刀與主軸刀柄的連接裝置090
3.9 思考問題095

第4章機床振動學(xué)098
4.1 導(dǎo)言098
4.2 直角切削中的再生顫振穩(wěn)定性分析098
4.2.1 直角切削的穩(wěn)定性分析 098
4.2.2 直角切削中穩(wěn)定性葉瓣圖的無量綱分析 103
4.2.3 考慮過程阻尼的直角切削顫振穩(wěn)定性分析 106
4.3 車削加工顫振穩(wěn)定性分析109
4.4 考慮過程阻尼的車削加工顫振穩(wěn)定性分析111
4.4.1 金屬切削力 112
4.4.2 考慮后刀面磨損的過程阻尼增益113
4.4.3 穩(wěn)定性分析115
4.5 實驗驗證115
4.6 銑削加工中顫振的解析預(yù)測117
4.6.1 動態(tài)銑削模型117
4.6.2 銑削顫動穩(wěn)定性分析零階方法 120
4.6.3 銑削顫動穩(wěn)定性分析多頻方法 128
4.7 鉆削加工中顫振穩(wěn)定性分析135
4.8 鉆削加工穩(wěn)定性頻域分析138
4.9 顫振穩(wěn)定性離散時域分析140
4.9.1 直角車削 140
4.9.2 銑削穩(wěn)定性的離散時域分析 143
4.10 思考問題147

第5章制造自動化技術(shù) 150
5.1 導(dǎo)言150
5.2 計算機數(shù)控單元150
5.2.1 CNC 單元的體系結(jié)構(gòu) 150
5.2.2 CNC 的執(zhí)行151
5.2.3 CNC 機床軸的命名規(guī)則 152
5.2.4 NC 零件程序的結(jié)構(gòu) 153
5.2.5 主要準備功能 155
5.3 計算機輔助NC 編程 158
5.3.1 解析幾何基礎(chǔ) 158
5.3.2 APT 零件編程語言161
5.4 CNC 系統(tǒng)中速度指令的生成 166
5.4.1 等步長插值 166
5.4.2 恒定插補周期有限加速度的速度圖生成 169
5.4.3 有限加加速度的速度圖生成 172
5.5 實時插補方法 180
5.5.1 直線插補算法 180
5.5.2 圓弧插補的算法 184
5.5.3 CNC 系統(tǒng)內(nèi)的五次樣條插補 188
5.6 思考問題 195

第6章 CNC 系統(tǒng)的設(shè)計和分析 198
6.1 導(dǎo)言 198
6.2 機床驅(qū)動 199
6.2.1 機械零部件及驅(qū)動力矩 200
6.2.2 反饋裝置 203
6.2.3 電氣驅(qū)動 204
6.2.4 永磁電樞控制的直流電機 204
6.2.5 位置控制環(huán) 208
6.3 位置環(huán)的傳遞函數(shù) 209
6.4 進給驅(qū)動控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型 212
6.5 滑?？刂破?223
6.6 進給驅(qū)動的主動阻尼 226
6.7 電液CNC 折彎機的設(shè)計 233
6.7.1 折彎機的液壓系統(tǒng) 234
6.7.2 液壓執(zhí)行器模塊的動態(tài)模型 235
6.7.3 基于計算機控制的電液驅(qū)動的動態(tài)性能辨識 237
6.7.4 數(shù)字位置控制系統(tǒng)的設(shè)計 239
6.8 思考問題 242

第7章傳感器輔助加工 248
7.1 導(dǎo)言 248
7.2 智能加工模塊 248
7.2.1 硬件體系結(jié)構(gòu) 249
7.2.2 軟件體系結(jié)構(gòu) 249
7.2.3 智能加工的應(yīng)用 250
7.3 銑削加工中峰值切削力的自適應(yīng)控制 251
7.3.1 導(dǎo)言 251
7.3.2 銑削加工系統(tǒng)的離散傳遞函數(shù) 252
7.3.3 極點-配置控制算法 254
7.3.4 銑削過程通用預(yù)測自適應(yīng)控制 258
7.3.5 刀具破損的在線檢測 261
7.3.6 顫振檢測與抑制 263
7.4 實例——用IMM 系統(tǒng)進行型腔的智能化加工263
7.5 思考問題266

附錄A 拉普拉斯變換和z 變換 269
A.1 導(dǎo)言269
A.2 基本定義270
A.3 部分分式展開法274
A.4 用部分分式展開法進行拉氏逆變換和z 逆變換276

附錄B 利用最小二乘法進行離線和在線參數(shù)估計 279
B.1 離線最小二乘法估計279
B.2 遞歸參數(shù)估計算法280

參考文獻282