车削镍铬合金冷硬铸铁切削用量优化

本文在分析切削用量优化目标函数的基础上,选取最低工序成本和最小刀具相对磨损作为优化的目标函数。通过计算机和切削试验优选出车削镍铬合金冷硬铸铁的切削用量,从而用科学的方法指导生产实践。     

干式滚齿刀具的参数化设计及优化

对干式滚齿切削加工刀具的参数化设计及其优化设计进行了分析研究.以干式滚齿的滚刀为研究对象,以最高生产率为目标函数,建立了考虑机床、刀具、加工工艺等多种因素的限制为约束条件的滚刀结构参数及切削用量优化的数学模型,通过该模型中切削用量的变化实现了干式滚刀刀具结构的优化设计.开发了干式滚齿切削加工刀具的参数化设计及其优化设计的应用软件系统,并实现了干式滚刀零件图的绘制.     

医用钛合金Ti-6Al-4V切削参数优化试验研究

以医用钛合金Ti-6Al-4V车削加工性为研究目的,以提高切削刀具的耐用度作为研究目标,在分析医用钛合金Ti6Al-4V材料特性的基础上,从刀具材料、刀具几何参数、切削用量等方面进行了试验研究,实现了切削刀具的合理选用及切削用量的优化选择,为实现切削参数的在线优化奠定基础.     

数控车削中切削用量的多目标优化

切削用量参数的选择与数控机床保质、高效地运行密切相关,而传统方法很难达到切削用量参数优化的目的．为最大限度地发挥数控机床的功效,通过应用优化设计中的惩罚函数法,综合考虑切削过程中的主要约束条件,建立多目标优化模型,进行切削用量中的切削速度、进给量的优化设计．实例表明,采用优化后的切削参数进行加工,能明显地降低成本,提高效率．     

切削用量对车削TC4钛合金切削力的影响研究

TC4钛合金在切削加工时,切削用量的选择直接影响着切削力的大小、刀具的磨损程度、切削温度的变化等一系列问题,不合理的切削用量会导致切削力和加工成本增大,加工质量降低。因此,系统研究钛合金材料切削时切削用量对切削力的影响规律,进而优化选择切削用量对于提高加工效率、控制加工质量具有重要意义。借助于Deform-3D软件仿真分析了切削用量对切削力的影响规律,在切削用量的三个参数中,切削速度对切削力的影响最小,背吃刀量和进给量对切削力的影响较大,综合考虑加工效率和加工质量,车削TC4钛合金时应选择相对较高的切削速度、较低进给量和较小背吃刀量。     

耐用度服从三参数Weibull分布的机床刀具在变加工条件下的可靠性评估

为了满足工件不同的粗、精加工和表面质量等加工工艺要求,同一把刀具除切削速度、进给量、切削深度等切削用量不断变化外,加工部位及零部件类型亦不断变化,即刀具的加工条件并非恒定不变。为了评估变加工条件下刀具的可靠性,在分析两参数Weibull分布等单一统计分布概率模型的基础上,综合考虑切削用量等物理因素对刀具使用寿命及可靠性的影响,并结合刀具寿命大于某一阈值的工程事实,应用Cox比例危险模型,建立了基于三参数Weibull分布的Cox比例危险模型。利用Nelson累积失效原理,给出了切削刀具在变加工条件下的各种加工时间在同一加工条件下的当量时间,解决了变加工条件下刀具加工时间的折合问题。结合贝叶斯仿真模型参数估计方法,揭示了刀具在变加工条件下的可靠度和故障率的变化规律,为更换不合格刀具提供了理论依据。实际案例分析结果显示,刀具可靠度及故障率函数均为分段函数,前者为分段连续单调递减,后者因受切削用量的影响,表现为分段不连续单调递增,且在不同加工条件时间分界点突变上跳或下跳。     

切削用量优化的实验研究

在定性分析硬质合金刀具磨损机理的基础上，对于一定的刀具材料和工件材料，在各种切削用量组合下，进行切削用量的优化实验研究，得出在半精加工条件下最佳切削速度和进给量的组合及优化参数方程，并画出诺模图供生产中直接查找最佳切削用量．还应用正交设计回归分析通过测温实验建立了切削温度与切削用量的关系式，用以选择切削速度、进给量及切削深度的最佳组合。     

超高强度钢高速切削工艺参数优化

针对超高强度钢高速铣削过程中刀具磨损严重的问题,采用金属陶瓷刀具对超高强度钢进行高速铣削试验,从而建立刀具磨损速率的预测模型.以切削速度、进给量和轴向切深3个切削工艺参数作为设计变量,以刀具磨损速率最小和切削效率最高作为优化目标,基于遗传算法对切削工艺参数进行优化,获得了最优切削工艺参数组合.     

玻璃切削加工的研究

本文从刀具材料、切削用量、刀具主要几何参数及切削液等方面对玻璃的切削加工进行了初步研究,认为切削加工可作为一种新的玻璃加工方法。所探讨的玻璃切削加工条件,可供生产实践参考。本文研究结果可为进一步的研究打下基础。     

细长轴加工方法总结

本文阐述了细长轴的加工经验,从加工工具和工艺过程两个方面系统的分析了影响工件加工精度的主要因素,从消除加工过程中工艺系统误差角度分析了切削力的产生和分解,阐述了刀具几何角度、切削方法及切削用量与切削力之间的关系,论述了为消除过程中切削力对刀具几何角度、切削方法及切削用量选择的要求和加工过程中采取的工艺措施。     

基于模糊神经网络的刀具磨损识别

为了实现刀具磨损状态的自动识别，采用机床功率法进行了刀具自然磨损和不同切削参数（切削速度、进给量和切削深度）对功率信号影响的实验。在此基础上，建立了功率信号的时序AR模型。在提取作为刀具磨损特征量的AR模型参数时，考虑了切削用量对模型参数的影响，提出了特征量选取的准则，使所提取的特征量更加实用化，通过具体自学习和良好函数逼近能力的神经网络获得了特征量对刀具状态的隶属函数，并利用模糊神经网Fuzzy ART实现了刀具磨损状态的自动识别，识别正确率为95%，说明所提出的方法是有效可行的。     

基于可靠性的GH4169车削参数优化

为了保证刀具寿命的同时尽可能地提高加工效率,对切削参数进行优化至关重要.因此,建立了车削过程中的刀具磨损模型,可用于预测多种切削条件下任意时刻的刀具磨损量,从而推导出刀具寿命模型.考虑不确定性参数对车削加工的影响,建立了基于可靠性的车削优化模型,并采用序列优化与可靠性评估方法对优化模型进行求解以获得最优切削参数.最后,通过实例验证了该方法在高温镍基合金GH4169车削参数优化中的优势和可行性.     

涂层刀具铣削粉末冶金镍基高温合金试验研究

采用涂层硬质合金刀具进行了粉末冶金镍基高温合金的铣削刀具磨损试验,并运用扫描电镜和能谱分析技术分析了刀具的磨、破损形态和磨损机理.采用多因素正交试验对粉末冶金镍基高温合金的铣削力、刀具寿命进行研究,使用最小二乘法等方法和回归分析建立了铣削力、刀具寿命的经验模型.利用等寿命-效率响应曲面法,对干铣粉末冶金镍基高温合金的切削参数进行了优化.结果表明:粘结磨损和磨粒磨损是主要的磨损机理;在不同的切削速度下刀具失效形式不同;建立的铣削力及刀具寿命经验模型高度显著,进给量对铣削力和刀具寿命的影响显著;干铣加工粉末冶金镍基高温合金理想的切削用量为切削速度40~60m/min、轴向切削深度0.15~0.20mm、径向切削深度10~20mm、每齿进给量0.08~0.10mm.     

基于大刃倾角刀具的玻璃切削加工机理

针对功能玻璃硬度高、脆性大、容易在已加工表面产生裂纹和凹坑的特性,提出基于大刃倾角刀具的玻璃切削加工方法.该方法能在亚毫米级的切削深度下高效地获得无裂纹和凹坑的完整表面.文中分析了大刃倾角刀具切削玻璃的机理以及刀具参数、切削用量对已加工表面质量的影响.实验结果表明:大刃倾角刀具切削玻璃时,表面粗糙度R_a达0.21μm,表面完整性优于传统的玻璃精磨时的表面;要获得较好的已加工表面质量,刀具参数和切削用量都存在一个较佳的取值范围.     

基于灰色理论的TC4钛合金车削工艺参数优化

以TC4钛合金为试验对象,通过干式车削正交试验得到刀具磨损和工件表面粗糙度值。以获得刀具磨损和工件表面粗糙度最佳值所对应的工艺切削参数为目标,运用灰色理论对正交试验结果进行数据分析,将多工艺目标通过灰色关联度的方式演变为单一指标的考察,实现工艺目标的整合计算,并得到了最优的切削参数组合。对最优参数组合进行试验验证,结果表明:最优切削参数组合能够在减轻刀具磨损的同时提高表面质量,并且提高了多工艺目标的灰色关联度。通过灰色理论进行参数优化,达到了预期的工艺目标,为实现快速优化试验参数提供了可靠的方法。     

基于刀具磨损状态识别的加工参数多目标优化

在数控铣削过程中,刀具磨损对机床主轴能耗影响很大,同时与刀具加工能力直接相关,需适时调整加工参数以适应不同磨损状态,保证多目标综合最优.针对此问题,基于刀具磨损状态识别,根据不同磨损时期给出相应的加工参数优化策略.首先,以刀具寿命周期内的主轴功率为基础,采用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)建立考虑刀具磨损的能耗模型,平均误差低于5%,并基于与刀具磨损的强相关性,以主轴功率作为单一指标识别刀具磨损状态.进一步,为获取影响加工成本的动态性指标——刀具剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)及相应的主轴功率,利用人工神经网络(artificial neural network,ANN)建立刀具磨损退化模型,通过描述主轴功率随时间的变化来隐含退化过程,该模型拟合度达0.992.最终,综合考虑能耗、刀具及时间成本,设计多目标优化函数,并通过遗传算法(genetic algorithm,GA)搜索函数最小值,给出不同磨损时期的最优加工参数及优化策略.此加工参数多目标优化融入了主轴功率与刀具RUL等动态指标,可依据主轴功率在线...     

具有自学习功能的车削专家系统的研究

针对传统金属切削数据库中数据冗余、知识贫乏、切削参数与实际切削加工条件结合不紧密等问题,研究开发了一个具有自学习功能的硬质合金车削专家系统.该系统采用切削实验得出的浓缩型数学模型方式存储切削用量数据,利用自学习功能对切削数学模型进行修正,可以推荐合理优化的刀具、切削速度和刀具寿命等加工参数,预测加工质量、金属去除率等.     

奥氏体不锈钢零件切削加工方法的探讨

针对奥氏体不锈钢的切削加工特点，该文阐述了奥氏体不锈钢切削加工时，刀具材料、刀具几何参数和切削用量的选用情况。     

关于整体叶盘数控铣削技术的改进探析

为了彻底解决长期存在于整体叶盘数控铣削期间的难题,本文基于优化角度,同时,全面参考了国内外学者具有代表性的研究结果和相关文献资料,全面介绍和论述了铣削工艺方案以及参数方面的优化内容,这其中,侧重于介绍了刀具可达性、磨损和相关的优化算法等最新的和常见的技术.在此基础上,深入分析和阐述了刀具的磨损问题以及加工效率情况,借助于硬质合金刀具明确了存在于整体叶盘(TC4)切削加工中的一系列参数,接下来,利用相关的试验数据构建起了对应的数学模型,期间,通过遗传算法来全面优化了目标函数.最终,通过构建起的铣削参数优化模块,从根本上促进了加工效率的提升,大幅减少了刀具磨损的情况.     

PCBN硬态切削粉末冶金气门座圈的试验研究

为了提高粉末冶金气门座圈实际加工中的加工表面质量和刀具寿命,需要研究聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具硬态切削时切削参数对切削力的影响规律。文章通过正交试验设计,建立了PCBN刀具硬态切削粉末冶金气门座圈切削力的经验公式,并研究了切削用量对切削力的影响。试验结果表明:PCBN刀具硬态切削粉末冶金气门座圈时,刀尖圆弧半径和负倒棱导致径向力相对较大;切削参数中切削深度和进给量对切削力的影响较大,切削速度的影响相对较小;切削V581过程中,主切削力随着切削速度的增加而有所下降;实际加工中应选用较小的切削深度和进给量、较高的切削速度,以提高加工表面质量和刀具寿命。