基于VERICUT数控加工切削参数的优化

加工切削参数优化是指以最高生产率为目标函数,以最大主功率等为约束条件,按照用户设定的优化参数自动调整不同加工段的切削参数来保持恒定最大主功率状态,从而使单位时间内的材料切除量最大。使用仿真、验证与优化软件VERICUT,可以自动编制带有最佳参数的加工程序,减少或避免人工调整切削参数产生的种种问题,大幅度提高了加工效率和加工质量,为降低加工成本提供了有效的途径。     

复合形法在切削参数优化中的应用

切削参数的优化选取对劳动生产率、加工成本、加工精度等起着重要的作用。通过对切削加工理论的研究,建立了最大生产率、最低成本和最大利润率单目标切削参数优化数学模型;阐述了优化切削参数的约束条件。基于复合形法,详细的对车削中单工序切削参数优化展开讨论,给出了切削参数优化实例。     

结构件数控编程切削参数优化

针对结构件数控编程的切削参数选择和优化问题,首先以经验公式为基础,考虑加工中机床和刀具约束条件,建立以进给量和切速为变量的多目标优化模型并利用遗传算法优化;而后应用Labview虚拟仪器技术,开发了结构件切削加工状态远程监测系统,实现了切削参数的采集、显示、存储及远程传输.通过实例验证了方法的可行性.     

基于SVR-GA算法的广义加工空间机床切削稳定性预测与优化研究

针对机床零件加工位置和进给方向不确定造成刀尖频响函数变化,导致切削稳定性叶瓣图与无颤振工艺参数预测具有不确定性问题,提出一种耦合支持向量回归机(SVR)与遗传算法(GA)的切削稳定性预测与优化方法。该方法采用锤击法模态实验和空间坐标变换,获取样本空间不同加工位置与进给方向的刀尖频响函数;进而结合传统切削稳定性预测方法构建以各向运动部件位移、进给角度、主轴转速、切削宽度、每齿进给量为输入的极限切削深度SVR预测模型;采用该SVR模型作为切削稳定性约束建立材料切除率优化模型,通过遗传算法求解各运动轴位移、进给角度与切削参数的最优配置。以某型加工中心展开实例研究,实验结果表明获取的优化配置能实现稳定切削,验证了该方法的有效性。     

微切削中的切屑变形系数及切削变形研究

微细产品的需求增大使作为微细产品主要加工方式的微切削受到高度重视。研究微切削过程的变形程度可以预测和控制切削参数,设计高效刀具,提高产品质量。然而微切削过程中的变形剧烈,很难测量。切屑变形系数能够真实反映切削过程中变形且直观易测,研究基于微切削中的切屑变形系数,通过提出的微切削模型描述微切削变形情况;设计正交微车削试验获得微切屑变形系数和切削力,计算第一变形区的剪切角、应变、应力。结果表明正交微切削中的切削厚度（进给量）增大时,切屑变形系数增大;剪切角随进给量增大而增大,用微切削模型得到的剪切角比用宏观切削模型要小：第一变形区的总剪切应变随切削速度的增大而增大,随进给量的减小反而增大;微切削中剪切应力比正应力大,当进给量减小时,应力大致增大,表现出明显的尺度效应。试验证明用切屑变形系数描述微切削中的变形方法简便、有效。     

基于Kriging模型的数控机床空间切削稳定性

针对机床加工点空间位姿的改变,导致切削稳定性预测具有复杂性和不确定性问题,提出一种基于Kriging模型的机床空间切削稳定性研究方法。该方法以机床最小极限切削深度为研究对象,首先,通过构建描述其与加工位姿间数学关系的Kriging模型,预测其在加工空间的演化规律;其次,引入改进粒子群算法,计算具有最小极限切削深度极大值的加工位置,并结合切削实验和能量分布理论确定机床易颤振模态及对应的薄弱结合部,通过优化结合部动刚度以提高最小极限切削深度值。以一台立式加工中心主要加工任务中耗时较多的工序进行实例验证,建立该工序最小极限切削深度的Kriging模型,阐明加工位置变化对切削稳定性有较大影响,并提出结合部动刚度优化方案,提高了最小极限切削深度。     

切削参数对316H不锈钢切削温度影响的仿真研究

316H奥氏体不锈钢在切削加工中易发生加工硬化,切削温度较高。以316H不锈钢为研究对象建立仿真车削模型,通过正交仿真试验研究切削参数和切削温度之间的关系。利用极差分析、方差分析研究切削参数的影响规律,并通过多元回归方法得出切削温度经验公式。结果表明,切削速度对切削温度产生影响最大,切削深度产生影响最小,切削温度经验公式具有一定可靠性。     

高质量绿色环保的精车切削优化

绿色制造中的切削参数优化对于提高加工质量、加工成本、产品利润和节能环保具有非常重要的意义。考虑实际加工约束条件,建立了加工精度与切削能量的双目标精车切削优化模型。通过实例运用NSGA-II算法与MOPSO算法对精车优化切削模型进行仿真,结果表明,NSGA-II算法获得了更优的Pareto最优解集。在给定加工余量条件下,加工精度与切削能量的Pareto最优前沿可由三次曲线方程拟合,且拟合相关指数为0.999 9。在加工精度与切削能量的Pareto最优解集下,加工精度和进给量的关系可由二次曲线方程拟合,且拟合相关指数为0.999 99,为精车切削参数优化选择提供了实践指导。     

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。     

磨损状况下聚晶金刚石钻头切削齿的切削参数求解

针对磨损状况下PDC钻头切削齿的切削参数预测方法尚未建立,无法很好地开展等磨损布齿设计的问题,建立了磨损齿的几何模型,并提出了求解切削参数的零点遍历法。基于MATLAB平台对零点遍历法进行编译,并对切削齿的切削弧长、切削面积和切削体积进行求解。结果表明,提出的零点遍历法能够用于磨损齿和未磨损齿的切削参数求解（误差在2%以下）;结合切削齿的受力与磨损模型,能够预测PDC钻头每颗齿的磨损趋势。     

面向绿色制造的切削用量优化选择研究

在绿色制造中,切削用量的合理选择是关键因素,是提高产品绿色性能的有效手段。传统的切削用量选择往往依靠工人经验、切削试验或是查阅手册,这显然不符合绿色制造的要求。针对面向绿色制造的切削用量选择问题,本文综合考虑了加工时间(T)、生产成本(C)、资源消耗(R)、环境影响(E)四大目标,建立和分析了切削用量选择的决策模型和选择模型。采取模糊层次分析法和灰色关联分析法相结合对模型进行求解,同时以阶梯轴在加工过程中的切削用量选择为例,说明该优化模型的可行性。     

Application of Orthogonal Central Composition Planning of Experiments to Optimize the Turning of KhVG-Hardened Steel by Cutting Ceramics

A solution of the problem of optimization of the technological process of turning KhVGhardened steel (HRC 55) is presented. The radial component of cutting forces during the machining of hardened steel by cutting ceramics is accepted as the optimization parameter. The influence of two factors, the cutting rate and feed per revolution, were examined. An orthogonal central composition plan was used to solve this problem. The empirical dependence of the radial component of the cutting force on the cutting rate and feed per revolution is presented. The character of the influence of each factor on the parameter optimization is determined. The optimal values of factors corresponding to the minimum value of the radial component of the cutting force were finally determined.     

硬质合金立铣刀磨损寿命研究及切削参数优化

为了研究硬质合金立铣刀磨损寿命与切削参数的关系,基于二次回归法建立刀具磨损寿命与切削参数的数学模型,用F检验法分析模型的拟合程度。通过正交试验法设计铣削模拟方案,用Deform3D软件进行仿真实验,并用MATLAB求解模型系数。为了提高刀具寿命,基于立铣刀磨损寿命模型建立切削参数优化模型,对切削参数进行优化,并对优化结果进行反向试验。实验结果表明优化模型可以对影响立铣刀寿命的切削参数进行优化。     

一种典型数控铣切削参数的优化方法

提出一种典型数控铣加工中切削参数的优化方法。利用测量啮合角来表示切削力的大小,通过大量实验数据建立表示切削力的数学模型。利用模糊逻辑理论拟合切削参数数据集,使拟舍后的切削参数数据集能够在实际加工中具有通用性。根据工件的几何特征来计算啮合角,从而判定切削力以确定各加工区域的进给速度。     

基于遗传算法的多种切削方式集成参数优化

切削参数优化是零件工艺方案优化的一项重要内容。首先说明了多种切削方式集成参数优化的可行性,建立了以生产效率和生产成本为目标函数,考虑机床、切削力、零件表面粗糙度等约束条件的集成多种切削方式的参数优化模型,并用遗传算法进行求解。最后,开发了不同切削方式的集成参数优化系统,实例证明了集成参数优化方法及系统的实用性。     

高速切削温度场的有限元分析

建立了正交切削的热传导分析模型,采用有限元法对高速切削条件下的温度场进行了数值模拟,得到切削速度对切削温度的影响规律,为研究刀具磨损机理、优化切削参数提供了有益的参考数据     

双刀并行数控车削中的切削参数优化方法

为优化双刀并行车削中的切削参数,降低加工成本,提出了结合蚁群算法和子问题枚举算法的切削参数优化算法。以最小化加工成本为目标函数,以粗精车削两阶段的切削参数为决策变量,建立了双刀并行车削的切削参数优化模型;根据车削加工的特点,将参数优化问题分解成若干个子问题,并推导出相应的加工成本理论下限,从而有效降低问题的复杂度。模拟结果表明,该算法运算效率高,能快速找到优化的车削参数,从而节约加工成本。     

基于特征的切削参数建模研究

为解决在选择切削参数时如何参考工件的几何特征信息这个难题,借用物元理论对切削参数进行建模,并建立一种基于特征的具有通用性的切削参数数据结构,利用物元理论中的对象识别和评判方法,解决了加工特征的相似性查询问题,并开发了基于特征的金属切削数据库系统。     

Cutting Force Model for a Small-diameter Helical Milling Cutter

In the milling process, the major flank wear land area (two-dimensional measurement for the wear) of a small-diameter milling cutter, as wear standard, can reflect actual changes of the wear land of the cutter. By analyzing the wearing characteristics of the cutter, a cutting force model based on the major flank wear land area is established. Characteristic parameters such as pressure parameter and friction parameter are calculated by substituting tested data into their corresponding equations. The cutting force model for the helical milling cutter is validated by experiments. The computational and experimental results show that the cutting force model is almost consistent with the actual cutting conditions. Thus, the cutting force model established in the research can provide a theoretical foundation for monitoring the condition of a milling process that uses a small-diameter helical milling cutter.     

基于有限元法的二维正交切削刀具应力分析

运用有限元方法对二维正交切削加工刀具内部应力进行模拟分析。基于刚塑性有限元方法建立了切削加工过程仿真模型,通过模拟获得了切削加工过程中刀具应力的分布和变化情况。通过对不同切削工艺参数条件下的切削过程进行模拟,分析了刀具几何参数以及切削用量对切削加工过程中刀具应力的影响,为正确选择刀具及切削参数提供了参考。