面向低碳高效的铣削工艺参数优化及应用

为实现铣削加工的低碳高效,对铣削加工的碳排放情况进行研究,建立了铣削加工碳排放量化模型,以机床最大功率、刀具寿命和表面粗糙度为约束条件,建立了以主轴转速、进给量、背吃刀量、铣削宽度为优化变量,以加工碳排放和加工时间为优化目标的数控平面铣削工艺参数多目标优化模型。通过粒子群算法对模型进行求解,得到了低碳高效的工艺参数。最后以数控平面铣削优化实验为例进行验证,表明该模型具有较高的精度和较好的优化效果。     

基于近似模型的铣削工艺参数可靠性设计优化

针对现有铣削工艺参数优化方法未考虑设计参数不确定性,导致优化结果难以满足实际产品性能要求的问题,引入近似模型对铣削工艺参数进行可靠性设计优化。以铣削加工表面粗糙度为目标函数,以最大铣削力小于给定值的可靠度作为约束,综合考虑铣削加工过程中铣削速度和每齿进给量的变动,建立了铣削工艺参数可靠性优化模型,并分别采用Kriging近似和径向基函数近似对铣削表面粗糙度、铣削力与设计变量之间的隐式关系进行近似替代,最后采用Monte Carlo仿真-序列近似规划对模型进行了寻优求解,通过试验对可靠性优化的结果进行了验证。结果表明,该方法可有效地降低铣削加工表面粗糙度,并且可保证加工过程中最大铣削力的可靠度要求。     

面向高效低碳的数控加工参数多目标优化模型

数控加工是目前机械制造系统广泛采用的一种加工方法,为实现数控加工的低碳化,研究数控车削加工的高效低碳切削参数优化问题。建立切削加工过程时间目标函数和包含电能碳排放、刀具碳排放、切削液碳排放的碳排放目标函数。然后,考虑加工过程中机床设备性能和加工质量的实际约束条件,建立以数控加工的切削速度和进给量为优化变量,以最小加工时间(高效)和最低碳排放(低碳)为优化目标的多目标优化模型。引入权重系数将其转化单目标优化模型,并应用复合形法对优化模型进行优化求解。通过某具体实例验证了所建模型的有效性,并对优化结果和优化变量的灵敏度进行了分析。     

面向重型数控机床的加工工艺参数优化方法

为提高重型数控机床的加工质量与效率,提出一种基于数值模拟与优化算法相结合的加工工艺参数优化方法。通过为重型数控机床的加工过程所构造的非线性动力学模型,建立加工工艺参数与加工表面粗糙度的映射关系,以加工工艺参数组合为决策变量,以加工表面粗糙度和加工尺寸精度等为目标函数,建立重型数控机床加工工艺参数多目标数学优化模型,并采用网格直接寻优算法对数学优化模型进行寻优求解,最终得到重型数控机床的最优加工工艺参数组合。以某重型数控机床的铣削加工过程为例进行实例验证,并通过对比单目标优化结果验证了该多目标优化方法的优越性。     

面向能效的多工步数控铣削工艺参数多目标优化模型

为实现数控平面铣削工艺参数和工步数的节能优化,对多工步数控平面铣削加工过程能量构成进行分析,引入机床、刀具和加工质量约束,综合考虑工艺参数和工步数的关系,建立了以主轴转速、进给量、背吃刀量、铣削宽度和工步数为优化变量,以能量效率和加工成本为优化目标的多工步数控平面铣削工艺参数多目标优化模型。应用基于自适应网格的多目标粒子群算法对模型进行求解。以某夹具多工步数控平面铣削工艺参数优化为例,验证了模型的有效性和实用性。     

基于粒子群算法的铣削参数优化

针对加工中心环境下铣削加工切削参数的优化选择问题,通过考虑机床加工、工件和刀具的实际约束,建立以最大生产率为目标函数的铣削参数数学模型,采用粒子群优化算法对铣削参数进行了寻优并进行了实例验证,结果表明粒子群算法优化铣削参数可以缩短加工时间,提高生产率.     

基于遗传算法的高速铣削工艺参数优化研究

在高速铣削加工中,考虑机床和工件加工的实际约束条件,为合理选择高速铣削工艺参数,建立了最大生产率和最低加工成本的优化目标数学模型。以铣削速度、进给量、铣削深度、铣削宽度为工艺参数的优化变量,提出了基于遗传算法的高速铣削工艺参数优化方法,为高速铣削加工提供了理论依据。     

面向高效节能的数控滚齿加工参数多目标优化模型

数控滚齿加工工艺是应用较为广泛的齿形加工方式,合理的加工参数选择能够显著影响加工过程能耗和加工时间。为降低滚齿加工过程能耗和加工时间,提出一种面向高速干切的高效节能数控滚齿加工参数多目标优化模型。首先,系统地分析了数控滚齿加工过程的能耗特性,建立了数控滚齿加工过程能耗模型;然后,以数控滚齿加工的滚刀转速和轴向进给量为优化变量,建立了以最低能耗和最少加工时间为目标的多目标优化模型,并采用帝国竞争算法对模型进行优化求解;最后,以某车间的齿轮加工过程为应用案例,验证了该模型的有效性和实用性。     

基于加工位置不确定的多工步数控铣削工艺参数优化研究*

针对铣削稳定性评价指标极限切削深度随加工位置改变而变化,导致铣削工艺参数优化模型中稳定性约束具有不确定性问题,结合不同加工位置刀具频响函数和切削稳定性理论,建立加工空间极限切削深度广义回归神经网络(GRNN)预测模型,基于该GRNN模型完善铣削稳定性约束条件,进而构建以机床各运动部件位移与粗/精加工切削参数为变量,以粗/精加工总切削时间为目标的多工步数控平面铣削工艺参数优化模型,采用粒子群算法(PSO)求解该优化模型。以某企业加工中心展开实例研究,获取机床加工位置和粗/精加工主轴转速、切削深度、切削宽度、每齿进给量的优化配置,优化后粗/精加工总切削时间比优化前缩短22.47%,并通过该配置下的无颤振铣削加工验证了优化模型的有效性。     

碳效率目标下的铣削切削参数优化研究

为了提高数控铣削加工过程的能量利用率,降低铣削加工过程中的碳排放量,基于铣削加工能耗分析的基础,建立了数控铣床能耗模型,并基于铣削工艺输入输出特性提出了铣削工艺碳排放评估函数,结合材料去除率提出碳效率概念,以此作为优化目标,并以机床主轴转速和进给量作为优化变量,考虑机床各项性能参数和工件的加工质量等约束,建立了基于碳效率的数控铣削切削参数优化模型,并通过案例,采用遗传算法对模型进行优化求解,验证了该模型的有效性。     

淬硬碳素工具钢高速铣削力试验研究

对淬硬碳素工具钢T10进行了高速铣削试验,研究了铣削速度、铣削深度、铣削宽度、进给速度对铣削力的影响。结果表明：铣削力随着铣削速度的增加先增大后减小;铣削力随着铣削深度的增大而增大,且变化明显;铣削力分别随着进给速度和铣削宽度的增大而增大,但变化不明显。     

钛合金飞机结构件高效铣削技术研究

在简要分析钛合金材料可加工性差、加工效率低下的基础上,结合飞机结构件的加工特点,对钛合金高效加工技术进行了深入分析。通过在粗、精加工过程中合理采用强力铣削、大进给铣削、插铣及高速铣等加工方式,实现了钛合金零件的高效铣削加工,提高了钛合金的加工效率,取得了较好的经济效益。     

薄壁零件高速铣削振动试验与分析

切削速会加强振动随针对薄壁零件在高速铣削加工过程中存在的振动问题,为有效抑制加工振动,采用单因素试验,对每齿进给量、度、工彳车径向轴向切深、径向切深等加工参数进行了研究。试验结果显示：每齿进给量并不是越小越好;转速过高过低都振动：切深增随轴向切深增大振动增强;随径向切深增大振动逐渐减弱,较大轴向切深下,径向切深小于1mm时,大而增强。综合数据优选：薄壁零件高速铣削时,每齿进给量在0．1～0．15mm之间;转速在11000—14000r／min之间;较小的轴向切深和较大径向切深会有效抑制加工振动。     

高速铣削镍基合金GH4169切削力的试验研究

镍基合金广泛应用于航空航天上,但加工起来比较困难。文中以镍基合金GH4169为试验对象,进行了高速铣削试验,研究铣削速度vc、轴向切深ap、径向切宽ae和进给量f四个切削参数对切削力F的影响,从而为生产实践提供指导。     

薄壁铸铝合金高速铣削加工试验研究

以铸铝合金薄壁件为加工对象,分别研究不同的切削速度、每齿进给量、径向切深对表面质量和切削力的影响规律,并优化切削参数的选择,力求为合理选择高速切削加工参数提供可靠依据。     

淬硬模具高速铣削加工刀具技术分析

系统介绍了高速铣削加工淬硬模具时刀具材料及几何参数选择、刀具的损坏及检测、刀具与机床连接技术、刀具的安全性等相关刀具技术。     

SB25125凸轮轴高速外铣

SB25125凸轮轴高速外铣是以刀盘的高速旋转为切削的主运动,凸轮轴慢速旋转一周完成一个轴径或连杆径的加工过程以及完成辐板的外径和侧面的加工的高效数控铣床。     

高速立铣P20淬硬钢的切屑形态和切削力的试验研究

使用直径为12mm的TiAlN涂层整体圆柱立铣刀,以151～942m/min的切削速度,对硬度为HRC41的P20淬硬钢进行了高速铣削试验,考察了各种切削速度下的切屑形态和切削力。切削速度为151～650m/min时,形成带状切屑;切削速度为754～942m/min时,形成锯齿形切屑。切削力随切削速度的增大而增大,当切削速度增大到某一临界值,切削力达到最大,此后,随切削速度的继续增大,切削力减小。基于高速切削变形理论,分析了切削速度对切削力的影响规律。     

高速铣削刀具的安全性技术

高速铣刀工作时的主要载荷是离心力,离心力过大会导致刀具破裂而造成重大事故。本文介绍了德国对高速铣刀安全性技术研究的基本内容,提出了提高高速铣刀安全性的措施。     

高速铣削中切削力的研究

在高速铣削试验的基础上，研究高速切削时切削速度对切削力的影响。结果表明，在切削速度较低的情况下，切削力随切削转速的增加而增大，但达到某一临界速度后，随着切削速度继续增大，剪切角增大，造成切向切削分力下降。不同刀具材料与工件材料的匹配在不同切削条件下有不同的临界切削速度。