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基于轻量化SE-ResNet和增量学习的铣刀磨损状态预测方法
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作者 李孝斌 王云龙 +2 位作者 尹超 李波 肖博 《计算机集成制造系统》 北大核心 2026年第1期91-104,共14页
在航空叶片、精密轴承等典型零件的铣削加工过程中,工况变化会引起数据分布变化,这使得基于有限历史工况数据训练的模型难以适应新工况的数据分布,从而导致模型在变工况下的预测性能下降。针对上述问题,提出一种基于轻量化压缩激励残差... 在航空叶片、精密轴承等典型零件的铣削加工过程中,工况变化会引起数据分布变化,这使得基于有限历史工况数据训练的模型难以适应新工况的数据分布,从而导致模型在变工况下的预测性能下降。针对上述问题,提出一种基于轻量化压缩激励残差网络(SE-ResNet)和增量学习的铣刀磨损状态预测方法。该方法利用轻量化SE-ResNet模型参数少、便于更新的特点,在预训练阶段完成模型的初始化,并通过增量学习在新工况数据上逐步更新模型,以适应变化的数据分布,从而提高变工况条件下铣刀磨损状态预测的准确性。实验结果表明,相较于多种对比方法,所提方法在变工况条件下具有更优的预测性能。 展开更多
关键词 变工况 增量学习 铣刀磨损状态预测 SE注意力机制
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3C产品钛合金结构件高速铣削刀具研究
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作者 师润平 吴交 《工具技术》 北大核心 2026年第2期111-119,共9页
为解决小功率加工中心对加工效率的制约,3C产品钛合金结构件加工需要满足“大转速、小进给”加工条件的小规格高速铣刀。在利用有限元软件对螺旋角、前角、后角进行仿真优化的基础上,制备硬质合金四刃立铣刀样刀,通过高速铣削Ti6Al4V的... 为解决小功率加工中心对加工效率的制约,3C产品钛合金结构件加工需要满足“大转速、小进给”加工条件的小规格高速铣刀。在利用有限元软件对螺旋角、前角、后角进行仿真优化的基础上,制备硬质合金四刃立铣刀样刀,通过高速铣削Ti6Al4V的单因素实验优选刀具的螺旋槽型、齿距角和材质,并对仿真优化得到的不同前后角组合方案进行寿命对比实验,得出最优刀具几何参数组合和优选的材质。与国外铣刀的相同切削条件对比实验表明,采用优化几何参数和优选材质的铣刀能够满足100 m·min^(-1)以上的切削速度,性能与进口刀具相当。 展开更多
关键词 钛合金 高速铣刀 几何参数优化 刀具材料 耐用度
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可转位式螺杆成型铣刀结构快速设计及其三维装配验证
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作者 沈羽 吕东伟 《时代汽车》 2026年第6期8-10,共3页
文章针对可转位式螺杆成型铣刀结构复杂、设计周期长的问题,提出一种结构快速设计方法,并通过三维装配验证确保设计合理性。首先分析铣刀结构组成与设计要点,基于参数化设计理念构建快速设计模型,结合标准刀片参数实现刀体与刀片的匹配... 文章针对可转位式螺杆成型铣刀结构复杂、设计周期长的问题,提出一种结构快速设计方法,并通过三维装配验证确保设计合理性。首先分析铣刀结构组成与设计要点,基于参数化设计理念构建快速设计模型,结合标准刀片参数实现刀体与刀片的匹配设计;其次利用SolidWorks建立三维模型,通过虚拟装配检验零部件配合关系,进行干涉检查与结构优化;最后以某型号螺杆加工用铣刀为例开展实例验证,结果表明该方法可将设计周期缩短30%以上,装配干涉率降低至5%以下,为可转位式螺杆成型铣刀的高效设计提供实用技术参考。 展开更多
关键词 可转位铣刀 螺杆成型 快速设计 三维装配 虚拟验证
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汽轮机转子轮槽粗加工用铣刀结构设计与铣削研究
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作者 贠庆芳 郭凯 +5 位作者 向志扬 文小山 王春江 赵剑峰 熊计 陈诚 《工具技术》 北大核心 2026年第3期105-109,共5页
针对汽轮机转子轮槽粗加工用锥度铣刀材料去除量大、刃口磨损严重、刀具损耗大等问题,通过对粗加工用铣刀螺旋角进行调整,研究刀具刃口磨损行为。结果表明:由于两段式加工工艺,切削刃中段切削量最大,刃口破坏最为严重。螺旋角为15°... 针对汽轮机转子轮槽粗加工用锥度铣刀材料去除量大、刃口磨损严重、刀具损耗大等问题,通过对粗加工用铣刀螺旋角进行调整,研究刀具刃口磨损行为。结果表明:由于两段式加工工艺,切削刃中段切削量最大,刃口破坏最为严重。螺旋角为15°时,铣刀在刃口中段出现局部连续微崩刃,螺旋角为20°和25°时,铣刀在刃口中段出现明显崩刃。螺旋角为25°时,铣刀前期加工顺畅,加工6 m后刃口磨损加重,轮槽出口部位出现卷边。在刀具切削能力范围内加工且螺旋角为15°时,更适合进行粗加工。 展开更多
关键词 汽轮机转子 轮槽加工 螺旋角 刀具磨损
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基于WKN-CBAM-BiLSTM的铣削刀具磨损状态监测 被引量:1
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作者 陈玮 《工业安全与环保》 2026年第1期85-91,共7页
针对传统深度学习网络在铣削刀具故障诊断中准确率不足的问题,提出了一种创新的集成模型(WKN-CBAM-BiLSTM),该模型结合了小波核网络、注意力机制和双向长短期记忆网络,用于铣削刀具故障诊断。该网络为端到端架构,能够直接利用采集的原... 针对传统深度学习网络在铣削刀具故障诊断中准确率不足的问题,提出了一种创新的集成模型(WKN-CBAM-BiLSTM),该模型结合了小波核网络、注意力机制和双向长短期记忆网络,用于铣削刀具故障诊断。该网络为端到端架构,能够直接利用采集的原始信号执行故障诊断任务。首先,连续小波卷积层对原始信号进行降噪与初步特征提取。其次,CBAM模块中的时间与空间注意力机制用于特征增强。最后,利用BiLSTM处理时序数据的优势进行特征张量计算,并将结果传递至输出层进行分类。对所提方法的有效性进行了验证,结果表明,该方法在基于声发射信号的故障诊断中具有优异表现,平均准确率达到99.297%;此外,降噪与特征增强功能的集成显著提高了网络的分类准确性和鲁棒性。 展开更多
关键词 铣削刀具 磨损监测 小波核网络 注意力机制 双向长短期记忆网络 声发射信号
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3C产品钛合金结构件高速铣削刀具研究
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作者 吴交 《数控机床市场》 2026年第2期90-96,共7页
在3C行业的小型结构件中,如手机等移动终端产品的金属壳体,钛合金正在大量替代不锈钢。但钛合金是一种典型的难加工材料,刀具磨损快、易崩刃、耐用度低,同时加工过程中易产生加工振动,影响加工质量。铣削属于断续切削,更容易在加工过程... 在3C行业的小型结构件中,如手机等移动终端产品的金属壳体,钛合金正在大量替代不锈钢。但钛合金是一种典型的难加工材料,刀具磨损快、易崩刃、耐用度低,同时加工过程中易产生加工振动,影响加工质量。铣削属于断续切削,更容易在加工过程中产生振动。 展开更多
关键词 高速铣削 钛合金 磨损 3C产品 结构件
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镍基高温合金铣刀刃口设计及其制备技术
7
作者 李树强 龚道猛 谭雪阳 《金属加工(冷加工)》 2026年第4期81-87,共7页
针对镍基高温合金可加工性差、切削力分布不均匀及刀具磨损问题,采用弹性磨料射流加工方法,对整体硬质合金铣刀的刃口成形进行研究,系统探究了不同射流工艺参数下,刃口结构的演化规律及对切削性能的影响。最终确定了适用于三种工况下的... 针对镍基高温合金可加工性差、切削力分布不均匀及刀具磨损问题,采用弹性磨料射流加工方法,对整体硬质合金铣刀的刃口成形进行研究,系统探究了不同射流工艺参数下,刃口结构的演化规律及对切削性能的影响。最终确定了适用于三种工况下的最优刃口结构,为镍基高温合金的高效、高质量加工提供了重要技术依据。 展开更多
关键词 镍基高温合金 整体硬质合金铣刀 刃口结构 弹性磨料 射流加工
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发动机缸体铣刀片的修磨再利用
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作者 石啸晨 韩向 +1 位作者 薛飞 刘雨函 《金属加工(冷加工)》 2026年第4期75-80,87,共7页
针对汽车发动机缸体支架在铣削过程中产生大量非标废角刀片的问题设计改制方案,将废角刀片经过改制后再用于缸体链轮面的铣削,充分利用废角刀片,降低企业生产成本。采用虚拟仿真技术对主偏角、径向前角和轴向前角用单一变量法进行分析... 针对汽车发动机缸体支架在铣削过程中产生大量非标废角刀片的问题设计改制方案,将废角刀片经过改制后再用于缸体链轮面的铣削,充分利用废角刀片,降低企业生产成本。采用虚拟仿真技术对主偏角、径向前角和轴向前角用单一变量法进行分析和优选,并改制刀片制造铣刀盘。 展开更多
关键词 发动机缸体 废角铣刀片 修磨 虚拟仿真
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镜面王精铣刀 为汽车精加工而生
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作者 张豪 《现代制造》 2026年第3期14-14,共1页
在汽车制造业的精密铣削加工中,精加工环节对表面质量与加工精度、生产效率、刀具调整的高精度与便捷性、性价比以及多元化加工工况适应性均提出了明确且严格的核心要求。针对上述综合挑战,山高刀具推出 “镜面王” 精铣刀,致力于为高... 在汽车制造业的精密铣削加工中,精加工环节对表面质量与加工精度、生产效率、刀具调整的高精度与便捷性、性价比以及多元化加工工况适应性均提出了明确且严格的核心要求。针对上述综合挑战,山高刀具推出 “镜面王” 精铣刀,致力于为高效、高质的精加工提供卓越的刀具解决方案。 展开更多
关键词 精密铣削加工 镜面王 精铣刀 汽车制造业
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基于PLO-Transformer-LSTM的铣刀磨损预测研究
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作者 龚琛璞 李波 付文杰 《机床与液压》 北大核心 2026年第5期144-149,共6页
针对铣削加工中刀具磨损预测精度不足的问题,为提高预测准确率并实现有效的状态监测,提出一种基于极光优化算法(PLO)优化的Transformer与长短时记忆神经网络(LSTM)融合预测方法。对振动、切削力等多传感器信号进行时域、频域及时频域的... 针对铣削加工中刀具磨损预测精度不足的问题,为提高预测准确率并实现有效的状态监测,提出一种基于极光优化算法(PLO)优化的Transformer与长短时记忆神经网络(LSTM)融合预测方法。对振动、切削力等多传感器信号进行时域、频域及时频域的多域特征提取,构建与磨损状态相关的特征集。利用PLO算法对Transformer模型的关键超参数进行自动优化,以克服手动调参效率低的问题。将优化后的Transformer与LSTM网络相结合,利用Transformer的全局注意力机制捕捉长程依赖关系,并结合LSTM处理序列数据的优势,构建PLO-Transformer-LSTM预测模型。最后,基于PHM2010公开数据集的铣刀全寿命周期振动数据开展实验验证。结果表明:该模型预测铣刀磨损量的平均绝对百分比误差(MAPE)为1.2533%,均方根误差(RMSE)为2.4754,与GA-LSTM、BWO-LSTM-AdaBoost等模型相比,所提方法在MAPE和RMSE指标上均表现更优,显著提升了铣刀磨损量的预测精度。 展开更多
关键词 铣刀磨损量预测 极光优化算法 长短记忆神经网络 Transformer模型
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高温合金蜂窝侧铣立铣刀几何角度对蜂窝壁毛刺的影响
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作者 刘畅 段春争 +2 位作者 王超 田晓东 李超 《工具技术》 北大核心 2025年第9期48-53,共6页
高温合金蜂窝是一种典型的薄壁多孔结构材料,被广泛应用于航空涡轮发动机之中。但由于高温合金蜂窝薄壁的结构特性,使其在加工过程中极易出现蜂窝壁毛刺。因此,探究刀具侧刃几何角度对毛刺形成的影响对于提高蜂窝的加工质量具有重要意... 高温合金蜂窝是一种典型的薄壁多孔结构材料,被广泛应用于航空涡轮发动机之中。但由于高温合金蜂窝薄壁的结构特性,使其在加工过程中极易出现蜂窝壁毛刺。因此,探究刀具侧刃几何角度对毛刺形成的影响对于提高蜂窝的加工质量具有重要意义。本文通过铣削实验和ABAQUS软件有限元模拟,探究刀具螺旋角、侧刃前角和后角对蜂窝壁加工毛刺的影响规律。研究证明,螺旋角和侧刃前角对蜂窝壁毛刺尺寸的影响较大,应分别控制在30°~35°,18°~22°;侧刃后角的影响较小,在考虑刀具寿命的前提下后角应选择8°~12°。 展开更多
关键词 高温合金蜂窝 侧铣 蜂窝壁毛刺 ABAQUS有限元仿真 刀具角度
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预测球头铣刀精铣石墨后刀面磨损轮廓的方法
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作者 张超 尹自强 +3 位作者 钟桦 赵仪 李明穗 孙德杰 《工具技术》 北大核心 2025年第7期139-150,共12页
在热弯石墨模具的铣削加工过程中,球头铣刀易出现磨损现象,这不仅会导致刀具消耗量增加,还会对工件的表面质量产生不利影响。本文提出一种球头铣刀后刀面磨损轮廓预测模型,可以预测加工自由曲面石墨模具时不同倾斜角度下铣刀后刀面的磨... 在热弯石墨模具的铣削加工过程中,球头铣刀易出现磨损现象,这不仅会导致刀具消耗量增加,还会对工件的表面质量产生不利影响。本文提出一种球头铣刀后刀面磨损轮廓预测模型,可以预测加工自由曲面石墨模具时不同倾斜角度下铣刀后刀面的磨损轮廓。根据刀具的铣削距离,建立刀具铣削不同倾斜平面时的磨损模型,该模型描述铣削距离与磨损轮廓之间的关系。通过数学模型描述同一刀具铣削不同平面后磨损重叠区域的相互影响。将加工后的自由曲面简化为若干斜面,建立基于磨损重叠的后刀面磨损轮廓模型并对热弯曲石墨模具专用材料HPG-48的平面工件和自由曲面工件进行铣削实验。实验结果表明,在铣削不同斜面和恒定倾斜度下自由形状表面时,预测的后刀面磨损带宽误差值小于10%,磨损轮廓较为稳合。通过该模型可以选择合适的刀具倾斜角度,提高刀具使用寿命。 展开更多
关键词 刀具磨损 球头铣刀 磨损重叠几何形状 石墨模具
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振动条件下立铣刀切削加工能量流构建方法
13
作者 姜彬 范丽丽 +2 位作者 褚圣先 董鹏 赵培轶 《振动与冲击》 北大核心 2025年第10期140-152,共13页
立铣刀切削过程中的能量流承担着驱动物质流流动的功能,能量流的变化特性决定着铣刀切削物质流的传递转换关系,进而影响铣削加工表面形成过程。依据振动作用下的铣刀瞬时切削行为,揭示切削加工过程中的能量构成及其传递转换关系;利用节... 立铣刀切削过程中的能量流承担着驱动物质流流动的功能,能量流的变化特性决定着铣刀切削物质流的传递转换关系,进而影响铣削加工表面形成过程。依据振动作用下的铣刀瞬时切削行为,揭示切削加工过程中的能量构成及其传递转换关系;利用节点瞬时状态参量,定量表征铣刀能量流各个节点的能量;利用流量、流动势和阻,揭示能量流结构的流动状态;利用火用效率,揭示切削过程输出有用能的分布特性;并利用铣刀瞬时切削能量效率与切削比能进行试验验证。铣刀瞬时切削能量效率与切削比能的解算结果与试验结果的灰色相对关联度大于0.81,相对误差小于19.9%,验证结果表明采用上述模型和方法,可揭示出铣削过程中能量流的变化特性。 展开更多
关键词 铣削振动 铣刀 能量流 流结构
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钢轨铣削可转位铣刀盘设计方法
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作者 郭二廓 洪扬 +1 位作者 姜玮轩 张洪川 《工具技术》 北大核心 2025年第11期81-88,共8页
钢轨修整是一种对长期碾压恶化后的钢轨表面进行先铣后磨的修复工艺,铣削刀具设计质量的好坏直接影响钢轨的修复精度及修复效率。提出一种钢轨铣削可转位铣刀盘设计方法,根据钢轨廓形的国家标准建立钢轨铣削可转位铣刀盘的理论截面廓形... 钢轨修整是一种对长期碾压恶化后的钢轨表面进行先铣后磨的修复工艺,铣削刀具设计质量的好坏直接影响钢轨的修复精度及修复效率。提出一种钢轨铣削可转位铣刀盘设计方法,根据钢轨廓形的国家标准建立钢轨铣削可转位铣刀盘的理论截面廓形;采用直线型、凹弧型和长条型等3种刀片对钢轨廓形进行拟合,借助等残高差法得到可转位铣刀盘刀片的定位和排布方法;基于有限元分析方法讨论刀片的安装前角、刃倾角对铣削力的影响关系;通过对铣刀盘整体进行三维建模,并在五轴加工中心制造出铣刀盘,该铣刀盘能够满足钢轨轮廓修复精度要求,验证本文提出的钢轨铣削可转位铣刀盘设计方法的可行性。 展开更多
关键词 钢轨修整 可转位铣刀盘 等残高差法 刀具设计方法
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工装刀具数字化管理系统的开发和应用
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作者 赵文昌 杨永星 +1 位作者 史晓亮 李雪 《汽车实用技术》 2026年第6期142-146,共5页
机械加工行业生产线上所用工装刀具种类多、数量大、质量要求高,对这些工装刀具进行规范化、精细化、数字化的管理,对提高生产效率、降低生产成本非常重要。文章设计并开发了一套工装刀具管理(TLM)系统,以网页分布式架构集成工具管理(T... 机械加工行业生产线上所用工装刀具种类多、数量大、质量要求高,对这些工装刀具进行规范化、精细化、数字化的管理,对提高生产效率、降低生产成本非常重要。文章设计并开发了一套工装刀具管理(TLM)系统,以网页分布式架构集成工具管理(TCM)、制造执行系统(MES)、制造数据采集(MDC)、仓库管理系统(WMS),覆盖刀具采购、组装、出入库、上机、刃磨、返修、报废全生命周期,并具有齐套性检查、集中配送、实时监控切削参数、寿命预警、集中更换等功能,实现刀具提前准备率100%,换刀停机频次下降约40%,异常刀具可追溯率100%,瓶颈刀具寿命提升3倍,产线综合效率提高约10%。系统已在某变速器企业机械加工产线稳定运行,为制造企业实现刀具精细化、透明化、规范化管理提供了可复制、可推广的范式。 展开更多
关键词 数控机床 刀具管理 齐套性 切削监控 履历追溯
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基于多尺度样本重构与多通道融合的刀具磨损预测
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作者 史丽晨 李金阳 +2 位作者 张国宁 陈嘉铭 豆卫涛 《制造业自动化》 2025年第9期9-18,共10页
刀具磨损预测对降本增效及保证加工质量意义重大。针对在环境噪声复杂,信噪比较低环境下刀具磨损相关信息特征提取困难、所提特征利用率低、预测精度和准确度不高等问题,首先提出了一种对振动信号进行多尺度样本重构(Multi-scale Sample... 刀具磨损预测对降本增效及保证加工质量意义重大。针对在环境噪声复杂,信噪比较低环境下刀具磨损相关信息特征提取困难、所提特征利用率低、预测精度和准确度不高等问题,首先提出了一种对振动信号进行多尺度样本重构(Multi-scale Sample Reconstruction,MSR)的方法来降低噪声对后续模型预测效果的影响,随后提出了一种以残差神经网络(Residual Neural Network,ResNet)和双向长短期记忆(Bidirectional Long Short-Term Memory Networks,BILSTM)网络集成模型为基础并通过在每个残差层融合交叉注意力机制(Criss Cross Attention,CCA),采用堆叠双向长短期记忆网络(Stacked Bidirectional Long Short-Term Memory Networks,SBILSTM)的改进模型,将改进模型与ResNet-BILSTM模型以及传统的深度学习模型进行对比,结果表明该方法很显著地提高了刀具磨损的预测精度和准确度。 展开更多
关键词 刀具磨损 残差神经网络 堆叠双向长短时记忆网络 多尺度样本重构
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基于多传感器融合的不同纤维方向下CFRP铣削刀具磨损监测研究 被引量:1
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作者 贺继宏 陈燕 +1 位作者 王晓宇 胡良涛 《工具技术》 北大核心 2025年第9期13-22,共10页
为提高CFRP加工过程中刀具磨损监测精度,考虑纤维方向对刀具磨损的影响,提出基于多传感器信号融合的刀具磨损监测方法。通过开展0°,45°,90°和135°不同纤维方向的CFRP刀具磨损侧铣试验,采集加工过程中的切削力信号... 为提高CFRP加工过程中刀具磨损监测精度,考虑纤维方向对刀具磨损的影响,提出基于多传感器信号融合的刀具磨损监测方法。通过开展0°,45°,90°和135°不同纤维方向的CFRP刀具磨损侧铣试验,采集加工过程中的切削力信号、振动信号和声发射信号进行时频域分析提取特征,探讨各信号特征量、纤维方向与刀具磨损之间的联系。融合多传感器特征,由优化后的支持向量回归模型对各纤维方向CFRP铣削过程中的刀具磨损进行预测。试验结果表明,不同纤维方向下的刀具磨损状态明显不同,90°和45°纤维方向下的刀具磨损较为严重。同时,不同纤维方向下的信号特征变化趋势也存在差异性,选取各纤维方向敏感特征进行特征融合作为预测模型输入,支持向量回归监测模型的平均绝对误差最大值仅为0.0172,与单一传感器相比,多源融合支持向量回归模型预测精度均达97%以上,相比CNN、RF、BPNN算法模型模型,准确率最大提高12.3%,具备较强的可适用性。 展开更多
关键词 纤维方向 刀具磨损监测 特征融合 铣削 支持向量回归
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钛合金零件插铣刀具设计及加工工艺研究 被引量:1
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作者 王必永 吴起勋 李亮 《工具技术》 北大核心 2025年第4期110-114,共5页
小直径型腔内转角是一种航空航天零件中典型的难加工结构,而钛合金的难加工特性又进一步加剧其加工难度。为实现钛合金内型腔小直径转角结构的高效加工,设计一种新型插铣刀,针对TA15钛合金插铣的切削力和刀具磨损展开研究。研究结果表明... 小直径型腔内转角是一种航空航天零件中典型的难加工结构,而钛合金的难加工特性又进一步加剧其加工难度。为实现钛合金内型腔小直径转角结构的高效加工,设计一种新型插铣刀,针对TA15钛合金插铣的切削力和刀具磨损展开研究。研究结果表明:插铣切削力受每齿进给量和步距影响较大,受切削速度影响较小;刀具磨损发生在切削刃圆角位置,由于钛合金黏附在磨损表面,造成崩刃。在此基础上,本文提出小直径型腔内转角结构的插铣工艺并在样件上应用,加工效率提升约50%。 展开更多
关键词 钛合金 插铣 刀具设计 切削力 刀具磨损
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基于改进AKAZE算法的数控铣削刀具三维图像重建 被引量:1
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作者 陈渊 王海雄 易怀安 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期68-72,共5页
为了对铣削加工刀具磨损进行精确在线检测,使用改进AKAZE算法对数控铣刀切削部位的特征进行提取与匹配,从而实现铣刀三维图像的重建。搭建铣刀三维图像重建系统,实现了图像的稀疏点云重建、密集点云重建、三角网格模型重建和纹理映射功... 为了对铣削加工刀具磨损进行精确在线检测,使用改进AKAZE算法对数控铣刀切削部位的特征进行提取与匹配,从而实现铣刀三维图像的重建。搭建铣刀三维图像重建系统,实现了图像的稀疏点云重建、密集点云重建、三角网格模型重建和纹理映射功能;分析特征匹配算法的主要思想和实现步骤,最后通过实验验证所提方法的可行性。结果表明:改进的CAKE算法提高了铣刀三维重建的效率,重建时间减少到1.15 s;与SIFT、SURF、AKZE算法相比,重建过程中稀疏点云的数量增加了8.3%、2%、13.7%,密集点云数量增加了11.8%、6.4%、17.7%,三角网格数增加了2.7%、1.7%和3.7%,模型质量相比其他算法明显提高。 展开更多
关键词 三维图像 特征提取 三维重建 AKAZE算法
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