结合CSSA-BP神经网络的砂带磨抛表面粗糙度预测研究

镍基合金在航空涡轮机、压气机的叶片制造中广泛应用，提升其加工效率与质量是行业热点。为实现航发叶片恒力磨抛的表面粗糙度准确预测，提出一种基于改进麻雀搜索算法（CSSA）优化BP神经网络的预测模型，开展机器人砂带磨抛工艺参数预测研究。选取4个主要影响因素为变量进行正交试验和极差分析；利用BP神经网络建立表面粗糙度预测模型，引入Tent混沌映射和种群多样性变异，进行麻雀搜索算法的改进，再通过CSSA对预测模型进行优化。结果表明：优化后的粗糙度预测误差降低了85.9%，相比优化前提升明显，可准确预测所输入工艺参数对应的粗糙度值。     

GT35钢结硬质合金电火花加工工艺试验

研究了GT35电火花加工时,峰值电流、脉冲宽度、放电时间等参数对工件加工效率、加工面粗糙度和电极耗损速度等的影响规律,并分析了其作用机理,优化了GT35钢结硬质合金电火花加工工艺参数,为加工复杂型腔GT35钢结硬质合金模具提供了试验依据。     

微细流路模压成形用碳化钨模具飞秒激光加工工艺研究

目的 解决微细流路芯片中微细流路制备时,传统加工工艺存在的效率低下等问题。方法 采用飞秒激光加工碳化钨模具,进行工艺研究。对扫描功率、扫描速度、扫描层数等参数进行田口正交实验,研究其变化对加工表面质量及尺寸精度的影响。使用白光干涉仪测量了加工后表面的粗糙度,使用超景深三维显微系统测量了加工深度,并通过对结果的综合优化得出了最优工艺参数。结果 在所选的25组工艺参数中,各参数的变化对表面粗糙度值影响不大,对材料加工深度影响最大的因素为扫描速度,影响最小 的为激光功率。经过综合优化,最佳工艺参数组合为：扫描功率20 W,扫描速度200 mm/s,扫描层数25。 结论 随着飞秒激光功率的增大、扫描速度的减小和扫描层数的增加,加工深度都有显著增加。以最优加工参数加工而得的模具微凸起的上表面宽度为152 μm,边缘整齐,通道深度为42.41 μm,横压成形玻璃表面粗糙度值为0.164 μm。研究结果为飞秒激光加工碳化钨微细流路提供了一定的参考。     

切削参数对车削20CrMnTi表面粗糙度的影响及优化研究

20CrMnTi是一种广泛应用于齿轮制造的材料。为提高20CrMnTi精加工的表面质量、加工效率,以车削20CrMnTi钢的表面粗糙度为研究对象,设计正交试验,在数控车床GENOS L250E上进行硬质合金刀具车削试验,探究切削参数（切削速度、进给量、背吃刀量）对表面粗糙度的影响。并通过多元回归建立切削参数与表面粗糙度的关系模型,从而构建以加工效率、表面粗糙度为目标的多目标优化模型,通过粒子群算法对切削参数进行优化。试验结果表明：使用优化后的切削参数加工可以减小表面粗糙度、提高加工效率。     

离心研磨加工钛合金表面粗糙度的试验研究

目的 探究离心研磨自动化加工工艺对钛合金表面粗糙度的影响.方法 选取了影响离心研磨加工效果的主要工艺参数(磨料材质、磨料粒径、滚筒转速),并使用单因素试验法对TC21钛合金进行了离心研磨加工试验.以表面粗糙度为评价指标对工艺参数进行了分析和优化.采用优化后的工艺参数对TC21钛合金进行了表面离心研磨加工,在此基础上研究了表面二次细化加工对TC21钛合金表面粗糙度的影响,并对比了加工前后工件的表面粗糙度值和表面形貌.结果 确定了较优的离心研磨TC21钛合金的工艺参数,即:磨料材质选用氧化铝,磨料粒径为5 mm,滚筒转速为240 r/min.采用优化后的工艺参数进行了离心研磨加工试验,TC21钛合金表面粗糙度值由1.412μm低至0.513 μm;表面二次细化加工后,工件表面粗糙度值由0.513 μm降至0.267 μm,加工纹理和缺陷消失.结论 采用优化后的工艺参数对TC21钛合金取得了较好的离心研磨加工效果,结合表面二次细化加工,使TC21钛合金表面粗糙度值降低两级,并修复了表面缺陷,验证了使用离心研磨工艺加工TC21钛合金的可行性.     

W-Mo合金精密镜面加工工艺的实验研究

为了研究W-Mo合金材料精密加工的新途径,采用在线电解修整(ELID)精密磨削和超精密研抛技术,对其进行了精密镜面加工实验,分析了此材料超精密镜面表面的形成机理。通过ELID磨削加工得到了表面粗糙度Ra0.020μm加工表面,再以研抛压力为0.1~0.3 N/cm2,转速为60~100 r/min等优化研抛参数进行研抛加工,获得了表面粗糙度为Ra0.012μm精密镜面加工表面。实验表明:ELID精密磨削加工是保证工件表面质量的基础,超精密机械研抛时研抛压力及转速等参数对工件表面质量起主要影响作用。     

基于残留高度球刀铣削粗糙度建模及参数优化?

基于P20模具钢数控球刀铣削试验,对表面粗糙度的影响因素进行了研究。在试验数据极差分析的基础上得出了如下结论：加工残留高度是球刀铣削粗糙度最重要的影响因素。基于试验数据,利用最小二乘多元线性回归方法,推导并求解出P20模具钢球刀铣削粗糙度的数学模型。利用最优化设计方法和MATLAB优化工具箱,以加工效率为目标函数和以粗糙度预测模型为约束条件,针对实际的问题优选了铣削工艺参数。优化的工艺参数在保证表面加工质量的基础上可大幅提高加工效率,这为数控加工企业降低生产成本提供了重要的理论依据和案例参考。     

面向绿色高表面质量制造的硬态车削工艺多目标参数优化

目的 为了进行硬态车削绿色制造与工艺性能协同优化研究,提出一种同时考虑碳排放量和表面粗糙度的多目标优化方法。方法 首先,通过分析硬态车削过程中切削参数、工件材料、刀具材料等因素对切削功率的影响建立碳排放目标函数,针对工件的表面粗糙度受到切削条件、工件材料、刀具材料等诸多因素的影响,利用正交试验和广义回归神经网络建立轴承硬态车削表面粗糙度目标函数。然后,考虑加工过程中机床特性和硬车实际工况等约束条件,建立以切削参数为优化变量,以碳排放量和表面粗糙度为优化目标的多目标优化模型,引入权重系数将其转化为单目标优化模型。最后,利用遗传算法对优化模型进行优化求解,深入分析切削参数对优化目标的影响。结果 在工厂实际轴承产品硬车试验中验证了优化模型的有效性,结果表明,切削速度为225 m/min、进给量为0.08 mm/r、背吃刀量为0.10 mm时,碳排放量和表面粗糙度的综合优化指标最低。相比优化前,虽然碳排放量上升了13.05%,但表面质量提升了34.44%。结论 研究结果对面向绿色制造的轴承硬车工艺参数优化提供理论方法有重要意义。     

大型复合材料成型模数控加工工艺参数优化研究

通过数控加工试验,采用响应曲面法建立了复合材料成型模数控加工主要工艺参数与表面粗糙度及加工时间之间的动态响应关系,并将表面粗糙度与加工时间的响应曲面模型作为目标函数,利用多目标遗传算法,对其进行优化求解,得到了复合材料成型模数控加工最优工艺参数组合,为实际生产提供理论依据。     

永磁场磁力研磨TC11钛合金的实验研究

目的解决钛合金机械加工后表面质量差的难题。方法采用磁力研磨工艺对TC11钛合金进行了表面光整加工。以表面粗糙度为主要评价指标,研究了磁力研磨工艺参数对钛合金表面质量的影响,并对工艺参数进行了优化。采用优化后的工艺参数对钛合金进行了表面光整加工,研究了磁力研磨工艺对钛合金金相组织的影响。结果当加工间隙为3 mm时,研磨压力适宜,加工后工件表面粗糙度值最小。采用粒径为100目的磨粒使工件表面研磨加工后纹理更细,表面粗糙度值最低。提高主轴转速,工件表面材料去除率增加,当主轴转速为1500 r/min时,加工后工件表面粗糙度值最小。对比工件加工前后的金相组织,加工后试样表面组织晶粒变细,晶界增多,工件表面应力状态由张应力转变为压应力。结论实验确定了较优的工艺参数组合,即:加工间隙为3 mm,磨粒粒径为100目,主轴转速为1500 r/min。采用永磁场磁力研磨工艺,能够大幅降低TC11钛合金表面粗糙度,并使钛合金表面组织得到改善。     

高速干车削300M钢表面粗糙度及残余应力研究

针对高强度钢300M在高速切削时加工质量不稳定的切削特点,对其进行高速干车削试验,研究切削参数对加工表面粗糙度和残余应力的影响,结果表明:进给量对加工表面粗糙度Ra的影响最大,且随着进给的增加,加工表面残留材料高度差变大,加工质量变差;加工表面进给和切削方向的残余应力均为压应力,切削速度和切削深度对残余应力的影响较大;在vc=300~400 m/min、f=0.15~0.20 mm/r、ap=0.10~0.15mm的切削条件加工时,可以获得较低的加工表面粗糙度和较大的表面残余压应力。文中的研究对高强度钢类难加工材料的加工工艺优化及高可靠性起落架零部件的制造具有理论指导意义。     

基于信噪比和灰关联度的TC4超声混粉电火花研究

由于TC4钛合金是一种难加工材料,采用传统机械方法难以加工,采用超声混粉电火花对其进行工艺优化研究。在正交实验基础上,利用信噪比和灰关联度两种分析方法,对超声混粉电火花加工中,脉冲宽度、脉冲间隔、间隙电压、峰值电流和超声振幅对表面粗糙度、加工时间和侧面间隙的影响进行分析,从而得到最优参数组。验证实验结果表明,使用信噪比和灰关联度相结合的优化方法对于解决多目标优化问题具有积极意义,使电火花加工TC4钛合金的加工时间减小9.87%,表面粗糙度减小11.66%,侧面间隙减小7.05%。     

浅孔钻加工钎头通风孔的工艺研究

为了解决凿岩钎具通风孔用高速钢麻花钻加工时存在加工工艺性差、刀具易崩刃、加工效率低、加工出来的孔表面粗糙度差等缺陷,本文研究用浅孔钻来代替高速钢麻花钻在数控加工中心上对凿岩钎头通风孔加工过程的大量研究;探索出了一种用新型可转位合金刀片浅孔钻加工钎头通风孔的先进工艺,使生产效率提升一倍以上,孔表面粗糙度由Ra12.5提高到Ra3.2,极大地提高了凿岩钎头通风孔加工的质量和效率。     

单晶碳化硅的电磁场励磁大抛光模磁流变抛光

目的 研发一种高精高效单晶碳化硅表面抛光技术。方法 采用电磁场励磁的大抛光模磁流变抛光方法加工单晶碳化硅,利用自制的电磁铁励磁装置与磁流变抛光装置,进行单因素实验,研究电流强度、工作间隙和抛光时间等工艺参数对单晶碳化硅磁流变抛光加工性能的影响,并检测加工面粗糙度及其变化率来分析抛光效果。结果 在工作间隙1.4 mm、电流强度12 A的工艺参数下,加工面粗糙度值随着加工时间的增加而降低,抛光60 min后,加工面粗糙度值Ra达到0.9 nm,变化率达到98.3%。加工面粗糙度值随通电电流的增大而减小,随着工作间隙的增大而增大。在工作间隙为1.0 mm、通电电流为16 A、加工时间为40 min的优化参数下抛光单晶碳化硅,可获得表面粗糙度Ra为0.6 nm的超光滑表面。结论 应用电磁场励磁的大抛光模盘式磁流变抛光方法加工单晶碳化硅材料,能够获得亚纳米级表面粗糙度。     

基于能耗和表面粗糙度的车削参数优化研究

为了合理地优化车削参数,提出了低能耗、低粗糙度的车削参数优化方法。在CAK3665ni车床上对45钢进行了干车削试验,采集了不同工况下的功耗和工件表面粗糙度值。在建立功耗和粗糙度模型的基础上,以切削比能低、平均粗糙度小为目标,使用多目标遗传算法,优化了车削参数。试验表明,使用优化后的车削参数进行加工,可以有效减小切削能耗和表面粗糙度。     

熔融沉积成型工艺参数及数控加工后处理对表面精度的影响

为了提高熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)成型件的表面质量,提出利用数控加工对FDM成型件进行表面加工的后处理方法,研究打印速度、挤出速度和分层厚度等工艺参数对成型件的成型误差和表面粗糙度的影响,在此基础上,研究数控加工对其加工误差和表面粗糙度的影响。结果表明:FDM成型件表面粗糙度较大,最大达到24.434μm,合理设置打印速度、挤出速度和分层厚度可以有效降低FDM成型件的成型误差;数控加工可以有效降低FDM成型件的表面粗糙度值,表面粗糙度降低到1.979~2.446μm。     

钛合金表面缓进给砂带磨削变参数优化方法及其试验研究

目的 改善钛合金砂带全生命周期中磨削的表面质量。方法 提出了钛合金缓进给砂带磨削变参数优化方法。首先,采集磨削过程中的加工参数、砂带磨损、表面粗糙度等数据。其次,采用SVM算法构建以磨削参数和磨损数据为输入、以表面粗糙度为输出的粗糙度预测模型,并且以预测的粗糙度和砂带磨损为约束应用NSGA-Ⅱ算法,针对缓进给砂带磨削过程中的全生命周期的加工参数进行优化。最后,通过对比分析变参数和固定参数磨削方法下的砂带磨损特点和钛合金表面粗糙度、形貌特征、微观特征、表面氧化的特点,对砂带全生命周期变参数磨削方法进行验证。结果 SVM预测的精度可达0.95以上,MAE低至0.064。采用NSGA-Ⅱ算法优化后的加工参数能够有效地改善表面质量,优化前的全生命周期中的粗糙度从0.787μm逐渐降低至0.509μm,优化后的粗糙度从0.934μm降低至0.457μm;并且优化后的钛合金形貌要优于传统的加工方式,变参数磨削的钛合金表面氧化程度明显小于固定参数磨削方法。此外,提出的变参数优化方法能够有效地改善砂带的磨损,降低缓进给磨削所带来的砂带快速磨损现象。结论 本文所提出的SVM-NSGA-Ⅱ磨削参数优化算法...     

快走丝加工3A21铝合金工艺参数优化试验研究

利用正交试验设计的方法,设计了试验工件和工艺指标评价方法,用直观分析法和方差分析法对往复走丝线切割机床加工3A21铝合金的运丝速度、峰值电流、脉宽、脉冲间隙与脉冲宽度比、进给速度等工艺条件对加工效率、表面粗糙度、加工精度和放电间隙的影响做出了研究,模拟实际加工条件得出了优化的加工参数组合,并对加工参数进行了进一步试验验证,为进一步研究快走丝电火花线切割加工奠定了基础。     

基于GA-BP的6061Al切削参数优化

针对6061Al铣削中表面粗糙度预测精度低、切削参数选择不合理的问题,提出一种基于遗传神经网络与遗传算法结合的优化模型,对6061Al切削参数进行优化。采用遗传神经网络(GA-BP)构建表面粗糙度预测模型;基于表面粗糙度预测,以材料去除率为目标函数构建切削参数优化模型;利用遗传算法进行优化求解,对6061Al切削参数进行优化。研究结果表明:所建预测模型表面粗糙度预测精度在97%以上;同时,优化模型能优化6061Al切削参数,达到较好的全局寻优效果,为铝合金工件铣削加工切削参数优化提供参考。     

微量润滑条件下N87合金钢铣削工艺参数优化

微量润滑是一种使用微量切削液的绿色加工方法,在实际使用中,微量润滑参数的选择始终存在盲目性,导致冷却润滑效果难以保证,影响了微量润滑的推广使用。以某汽轮机叶片材料N87为研究对象,采用多因素正交实验设计方法,研究了微量润滑油量、气流量、喷嘴靶距3种参数对加工质量的影响规律和显著度,通过正交分析方法获得了某一工况下最佳的参数组合。随后采用参数优化后的微量润滑,对比浇注式、干式、风冷式冷却润滑方法,验证其优化效果。结果表明,通过正交实验法优化选择参数组合后,使用油量为10mL/h、气流量30L/min、靶距10cm的微量润滑获得了最佳的加工效果,其刀具磨损、粗糙度、切削力都优于其他冷却方式,说明进行参数优化能有效提升微量润滑的冷却润滑性能。