基于遗传算法的车削用量优化研究

为合理地选择切削用量，建立了基于遗传算法的切削用量优化系统框架结构，系统地研究了遗传算法及其相关内容。在约束、单优化目标函数数学建模的基础上，采用线性加权法建立的多目标优化函数；采用罚函数法改进目标函数，使约束直接表示在目标函数中，简化了切削用量的寻优过程。最后，应用遗传算法开发了一个车削用量优化器，对多约束条件下的切削用量优化结果进行了分析，总结了寻优过程中约束条件影响切削用量优化结果的规律。     

切削用量优化模型的建立及应用

通过建立满足特定约束条件的单件生产成本和生产率目标函数,构建切削用量优化数学模型,从生产管理角度分析工人劳动强度和机床单位时间消耗对优化变量的影响,给出相应实例。对企业生产管理有一定的指导作用。     

切削用量的模糊优化设计

以最低生产成本或最高生产率为目标函数，考虑各约束边界的模糊性，运用模糊优化设计方法确车车削加工最佳的切削用量，并考虑到实际加工中各切削用量的离散性，利用了离散组合形法求解问题。使结果更为实用。     

基于最大正交车铣切削效率的切削用量选择

针对正交车铣的最大切削效率问题,确定切削速度、轴向进给量、工件转速为正交车铣的切削用量优化设计变量,建立相应的切削用量优化设计目标函数。并根据实际切削过程中工艺参数和加工要求,建立约束条件方程,采用Matlab数学软件的序列二次规划法(SQP)获得正交车铣切削用量的最佳选择。     

滚刀结构参数及其切削用量的优化

本文以最高生产率为目标函数，以考虑加工工艺、刀具、机床等多方面因素的限制为约束条件，对滚刀结构尺寸及其相应的切削用量进行了全局优化计算     

优化计算切削用量的实用方法

通过建立以最少时间为评价标准的目标函数,以机床功率、转速、刀具寿命和表面质量为约束条件,提出了一种简便实用的切削用量优化方法。最后给出了铣削加工实例的优化结果。此方法可为实际生产中的切削用量计算提供参考。     

MATLAB在切削用量优化中的应用

切削用量优化是机械制造企业实现提高切削加工效率,降低生产成本的重要措施之一.以铣削加工为例,以MATLAB为开发平台,将内置的遗传算法与直接搜索工具箱(GADS)和MATLAB GUI二者进行有机结合,编制出基于遗传算法的切削用量优化软件.该软件界面友好,具有求解最大生产率优化,最低生产成本优化和多目标优化三种不同目标函数的功能,且切削用量优化过程方便、快捷.实例应用证明了方法的正确性和有效性,具有一定的应用价值.     

金属切削用量的优化选择

探讨了以生产成本和生产率为目标函数,以切削用量为设计变量的最优化数学模型.对于应用计算机技术进行切削用量优化,实现低耗、高效的现代化切削具有指导作用.     

高速干式滚刀优化及参数化设计

运用现代工艺优化理论,以高速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。利用该模型进行优化计算,可确定最佳滚刀结构参数及切削用量。采用计算机辅助程序设计软件实现滚刀的参数化设计,能够精确绘制出滚刀零件图。     

基于多目标优化的柔性定额标准

建立了一种以生产率、产品质量、刀具损耗、能耗等生产指标为目标函数,以切削用量等生产参数为优化变量,以刀具耐用度、表面粗糙度等相关生产规律为约束函数的多目标优化定额模型,提出了一种柔性定额方法。     

微线段齿轮基本齿形参数优化设计

提出了用正交回归法将优化设计的隐式目标函数,转化为显式目标函数的方法,建立了以微线段齿轮基本齿形参数为设计变量,齿根正应力为目标函数,以顶切,齿形畸变,齿顶圆压力角及零点数为约束条件的数学模型,给出了一组应用实例,用复合形法进行了计算,结果证明,效果明显。     

Dynamic analysis of the 2-DOF planar parallel manipulator of a heavy duty hybrid machine tool

This paper focuses on the dynamic characteristics of the two degree-of-freedom (DOF) planar parallel manipulator of a heavy duty hybrid machine tool. The Newton-Euler approach is employed to derive the inverse dynamic equation of the parallel manipulator. According to the motion planning of the cutting tool, dynamic simulation without cutting force is performed, and the ratio of the masses of counterweights to that of moving parts (not including the counterweight) is optimized. It demonstrates that the manipulator which is designed with over constraint can improve the dynamic behaviour. Furthermore, the cutting force model for face milling is introduced and the dynamic simulation with the dynamic cutting force is carried out. Simulation shows that the oscillation of cutting force is one cause of the vibration of the machine tool in the milling process. In the detailed design, some modification in the structure of the machine tool is made to suppress the vibration.     

前刀面为非对称齿形的斜齿梳齿刀的设计

探讨了前刀面为非对称齿形的斜齿梳齿刀的工作原理和设计方法;通过数学推导,证明了该刀具在切削工况下符合齿轮啮合原理,可切制出满足设计要求的齿轮。     

低温冷风高速切削时硬质合金涂层刀具磨损的研究

分别在常温微润滑、低温冷风和低温冷风微润滑条件下高速切削难加工材料,对硬质合金涂层刀具磨损形态、微观形貌进行对比分析,研究绿色制造工艺中低温冷风高速切削加工时硬质合金涂层刀具磨损机理。     

基于特征的刀具“形-性-用”一体化设计方法

刀具作为机床的"牙齿",在金属切削中非常重要,目前专用化是刀具发展的一个主要趋势,挑战刀具设计的灵活性和准确性。为了实现这一目标,提出了刀具"形-性-用"一体化设计方法,它以加工需求为驱动,利用切削过程中涉及的理论(几何约束、切削力作用、切削层作用机理、刀具强度理论、高温材料学属性以及化学反应关系等),并通过刀具设计特征,将刀具的形状、性能和使用结合起来,进而实现针对加工需求的专用刀具设计,以及相应的加工条件和切削参数等的确定。然后建立了刀具"形-性-用"一体化设计方法系统框架,并开发了其软件平台。最后采用示例分析,展示本方法的刀具参数优化过程和刀具建模过程,进而证明本方法的可行性。刀具"形-性-用"一体化设计方法为刀具专用化发展提供一种新方法和新思路。     

数控车削用量优化切削力约束条件的建立

基于数控车削加工刀具切削运动轨迹及切削参数特点,通过对切削力及切削功率的预报,建立了数控车削用量优化切削力约束条件数学模型。     

Improved analytical model for residual stress prediction in orthogonal cutting

The analytical model of residual stress in orthogonal cutting proposed by Jiann is an important tool for residual stress prediction in orthogonal cutting. In application of the model, a problem of low precision of the surface residual stress prediction is found. By theoretical analysis, several shortages of Jiann’s model are picked out, including: inappropriate boundary conditions, unreasonable calculation method of thermal stress, ignorance of stress constraint and cyclic loading algorithm. These shortages may directly lead to the low precision of the surface residual stress prediction. To eliminate these shortages and make the prediction more accurate, an improved model is proposed. In this model, a new contact boundary condition between tool and workpiece is used to make it in accord with the real cutting process; an improved calculation method of thermal stress is adopted; a stress constraint is added according to the volume-constancy of plastic deformation; and the accumulative effect of the stresses during cyclic loading is considered. At last, an experiment for measuring residual stress in cutting AISI 1045 steel is conducted. Also, Jiann’s model and the improved model are simulated under the same conditions with cutting experiment. The comparisons show that the surface residual stresses predicted by the improved model is closer to the experimental results than the results predicted by Jiann’s model.     

利用改进的Retinex进行人脸图像光照处理

为了提高光照变化条件下的人脸识别率,针对Retinex算法处理人脸侧光照图像时会误增强阴影的边缘提出了一种基于新的传导函数的自适应平滑Retinex算法。该传导函数用空间梯度和像素的局部不一致性两种方式共同测量灰度的剧烈变化,在平滑图像的同时没有边缘增强效应,且不会损失人脸特征边缘。在平滑估计的迭代过程中,选取上一次与此次迭代结果中的较大值作为约束条件来保证估计出的亮度图像能满足Retinex理论的约束条件。在YaleB人脸库上的实验结果表明,本文算法能有效克服强侧光照时的阴影现象且没有损失人脸特征边缘;与较经典Retinex算法相比,侧光照时的识别率在最好情况时提高了24.2%,无强侧光照时也可提高4%左右,具有光照鲁棒性,可适用于任何光照条件下的人脸识别。     

新型金刚石刀片及刀盘铣削铝合金时对毛刺的控制

毛刺通常由于塑性变形产生于被加工材料切削终端边缘,并且特别容易产生于诸如铝合金一类延展性较好或是如不锈钢一样韧性较好的材质。因而,为了控制毛刺,就要设法减小被加工材料切削终端边缘部分的塑性变形,也就是必须降低切削力。本研究主要探讨了刀盘的几何构造及其所使用的金刚石刀片的刀尖几何形状与面铣刀盘加工时毛刺发生机理的相关性。     

绿色切削SiCp／Al复合材料的刀具温度研究

采用嵌埋人工热电偶的方法,通过正交试验研究了干切削SiCp／Al复合材料时切削参数对刀具前、后刀面切削温度的影响。选定切削参数,实验研究了干式切削、压缩空气风冷、油液浇注和MQL等冷却方式对前、后刀面切削温度的影响。试验结果表明,对于车削SiCp／Al复合材料,后刀面温度高于前刀面温度,进给量对刀具温度影响最显著,MQL切削条件下刀具温度最低。