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专利号: 2019103925327
申请人: 江苏师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2024-11-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种铣削噪声与铣削振动的监测及其相关性分析方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步、组建铣削试验系统——铣削试验系统包括数控机床及工件系统、声学与振动测量系统和声学与振动相关性分析系统,所述数控机床及工件系统主要由数控铣床、铣削刀具和被加工工件组成;所述声学与振动测量系统主要由声音校准器、声级计、加速度传感器、电荷放大器和高速数据采集仪组成,所述声音校准器用来校准声压级,所述声级计与高速数据采集仪相连后用于采集噪声信号,加速度传感器通过电荷放大器与高速数据采集仪相连后用于采集振动信号;所述声学与振动相关性分析系统主要由计算机组成;第二步、准备工件——选择方体铝合金材料作为被加工工件后,将选择的工件装夹在铣床工作台上;第三步、连接并校准试验设备;第四步、铣削试验——启动铣削机床对工件进行加工,并采集铣削过程中的噪声信号和振动信号;第五步、基于铣削试验数据整理所需的特征值从采集的噪声信号和振动信号的数据中,得到声压级的均方根值、声功率级的均方根值、三向加速度、速度和位移的均方根值;第六步、绘制噪声信号和振动信号曲线;第七步、分析铣削噪声和铣削振动之间的相互影响——改变铣削主轴转速、进给速度和铣削深度,可以绘制出在不同的铣削参数下声压级和三向加速度的变化规律,对于铣削试验中的变量进行回归模型分析,可以建立声压级和铣削参数以及铣削振动之间的回归模型,从而进行铣削噪声和铣削振动之间的相关性分析,得到铣削参数和振动对于铣削噪声的影响规律;给定铣削速度v,进给速度vf,铣削深度ap,加速度均方根值以及声压级Lp,

建立铣削声压级关于铣削参数和铣削振动加速度之间的拟合关系:建立铣削声压级模型,

四个电压输入信号通道,其中一个电压输入信号通道与声级计的交流信号输出端连接,剩余的电压输入信号通道与电荷放大器的输出端连接;所述加速度传感器具有三个输出端,分别连接三个电荷放大器的输入端。5.根据权利要求4所述一种铣削噪声与铣削振动的监测及其相关性分析系统,其特征在于:所述铣削刀具安装在立式铣床主轴上,所述铣削刀具的材质为高速钢含铝材料,所述工件装夹在铣床工作台上。6.根据权利要求5所述一种铣削噪声与铣削振动的监测及其相关性分析系统,其特征在于:所述声级计为HS5661型精密声级计;在所述声级计的顶端设有传声器,所述传声器的尾部具有尾部螺纹;在所述声级计的前置极顶端具有顶端螺纹,所述传声器的尾部螺纹对准声级计前置极的顶端螺纹,并且传声器与声级计前置极同轴,将所述传声器按顺时针方向旋转入声级计前置极,所述传声器的顶端旋转入声音校准器的底端孔。7.根据权利要求6所述一种铣削噪声与铣削振动的监测及其相关性分析系统,其特征在于:所述加速度传感器为压电式三向加速度传感器,所述压电式三向加速度传感器通过磁力座与位于铣床工作台上的装夹工件的夹具平台固定连接。8.根据权利要求7所述一种铣削噪声与铣削振动的监测及其相关性分析系统,其特征在于:所述高速数据采集仪的输出接口通过USB数据传输线与计算机的接口连接,所述计算机中安装有声学与振动测量采集软件。