基于过程集成优化的复杂曲面数控铣削性能分析

针对复杂自由曲面变曲率、大扭曲的特征及其铣削性能难预测的问题,提出加工过程的集成优化的切削性能分析方法,在曲面多轴铣削工作流程中综合评价和提高切削加工效率和质量。建立了自由曲面体零件多轴加工集成优化铣削模型,集成切削加工刀位轨迹计算、切削仿真与机床运动仿真、切削力预测、工艺参数优化工作流程及其输入输出文件,实时从输出文件中解析提取计算结果参数,有效分析预测切削参数与切削力对加工效率和质量的影响,实现复杂自由曲面铣削过程的集成与全局优化。将该方法应用于大型混流式水轮机叶片的数控铣削性能分析,并与生产数据进行对比,进一步验证了所提加工过程集成优化方法可有效分析和预测大型自由曲面的数控铣削性能。     

数控铣削加工工艺参数优化方法综述

介绍了铣削力、铣削用量等数控铣削加工工艺参数,分析了材料去除率、表面粗糙度、能耗、铣刀颤振等工艺指标,并给出了数控铣削加工工艺参数的优化目标、优化方法、现有试验研究,以及近似模型。所做研究可以为数控铣削加工工艺参数的选择和优化提供理论参考。     

基于最小切削力波动位置的数控铣削参数优化

针对铣削加工中由于切削力波动造成刀具磨损加快、表面质量不佳的问题,提出基于最小切削力波动位置对数控铣削参数进行优化的方法。通过切削运动学仿真,分析不同切削深度下切削截面传递频率的变化过程。基于切削刃螺旋线投影视图模型,根据刀具几何特征参数,计算最小切削力波动位置,用于指导切削深度、切削宽度的匹配,优化数控铣削参数。基于最小切削力波动位置对数控铣削参数进行优化,可以减小切削力波动,提高表面加工质量。     

基于包络法的高效曲面数控铣削加工技术

基于包络法高效曲面加工技术以及CATIA数控加工编程技术的研究,在CATIA V5平台上开发出优质高效的包络法曲面数控铣削加工编程工具软件。通过系统的切削加工试验优化曲面包络法数控铣削加工软件、刀具结构参数以及切削加工参数,以实现曲面的优质高效数控铣削加工,尤其是大型的小曲率曲面结构件铣削加工。     

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。     

基于数控铣削加工切削参数选择的探讨

介绍了数控铣削加工切削参数的内容,铣削加工切削参数的选择原则,提出了合理选择切削参数的方法和注意事项。     

基于MATLAB的铣削加工颤振稳定域仿真算法及实现

针对国内数控铣削加工工艺参数选择存在的问题,基于动态铣削力建模和颤振稳定域分析计算,以MATLAB为开发工具,实现了铣削加工颤振稳定域仿真算法.通过模态锤击实验获得的频响函数,仿真出了整个加工系统的颤振稳定域图形,为进行铣削加工切削参数选择和优化提供了理论依据.验证实验证实了仿真算法的有效性和准确性,仿真方法在工厂得到了实际应用并取得了良好的应用效果.     

基于VERICUT软件的数控铣削参数优化

对基于VERICUT软件进行数控铣削参数优化的原理进行了介绍,分析了优化方法与数学模型。以铝合金框型结构件为例,应用VERICUT软件对其数控铣削参数进行优化,实现在铣削力变化时及时调整铣削速度的功能,进而提高加工效率。     

钛合金铣削主轴功率高效使用技术研究

针对航空钛合金结构件数控铣削加工机床主轴功率使用率低的问题,分析了限制主轴功率使用率提高的相关因素,研究了优化过程直观的拖动式切削参数优化技术,提出了在工艺设计阶段可以预知加工全过程铣削功率的预先计算技术,基于Vericut软件的二次开发,在切削参数优化的基础上,进一步优化了数控加工的刀具轨迹。测试结果表明,提出的解决方法可以在机床不发生过载的前提下,有效地提高钛合金数控加工主轴功率的使用率。     

复杂型面零件的数控铣削加工工艺编制

本文讲述了复杂型面零件数控铣削加工工艺编制的过程,零件图纸和加工方法的分析,切削参数的优化,刀具路径的设计等。     

基于田口法和响应面法的数控铣削工艺参数能效优化方法

为研究机床能量效率与工艺参数耦合的复杂机理,提出一种基于田口法和响应面法的数控铣削工艺参数能效优化方法。分析加工过程中的能耗特性,建立了数控铣削加工能量效率函数。基于田口法规划优化实验,并基于响应面法建立工艺参数与比能和加工时间的回归方程,构建了以铣削加工工艺参数为变量、以高能效和高效率为优化目标的多目标优化模型。使用多目标粒子群优化算法对该模型进行求解,并通过实验数据和算法优化结果分析了加工过程中工艺参数与比能及加工时间的关联关系。     

TA15钛合金结构件高效铣削解决方案研究

对TA15钛合金材料性能及切削加工工艺性进行了分析,论述了TA15钛合金零件高效铣削有关的机床、刀具、加工方案等的注意事项及要求,得出了可用于钛合金高效数控铣削加工适用的刀具参数及切削参数。     

高速铣削工艺优化研究在数控加工中的应用

以降低数控实践教学成本,提高加工效率为目标,构建了高速铣削加工参数多目标优化方案,合理设定了各类约束条件,并利用复合形法进行优化。具体分析了数控铣削加工切削要素及各类冷却加工形式,对切削速度、径向切削量、背吃刀量等较主要的切削用量的优化选择进行了探讨,为合理选择铣削加工工艺参数提供了参考依据。通过最高生产效率、最低生产成本、综合优化原则构建了最佳切削用量数学模型,为计算结果的准确性取得充实的保障。通过在实例教学中的应用,验证了优化方案的可行性,提高了加工效率,降低了实验材料成本。     

北京航空航天大学机械工程及自动化学院

数控机床加工动力学特性测试分析系统(DynaCut)与铣削加工动力学仿真系统(SimuCut)是面向企业数控加工应用,自主开发的高速数控铣削加工切削参数和     

镍基高温合金工件异形孔加工工艺的研究

根据航空发动机涡轮盘上异形孔结构复杂及镍基高温合金材料难加工的特点 ,采用钻削、铣削与磨削工艺的不同组合、选用新型涂层刀具和相应的切削参数进行了工艺试验。通过分析试验过程中刀具、砂轮的磨损(破损 )情况及其对异形孔加工精度和表面粗糙度的影响 ,探讨了铣削、磨削加工镍基高温合金涡轮盘异形孔的可行性。研究结果表明 ,通过优化加工参数 ,涡轮盘异形孔钻削 铣削工艺可有效替代常用的电火花加工工艺。     

数控铣削加工过程动力学仿真技术研究与应用进展

数控加工过程动力学仿真技术越来越受到国内外制造业和学术界的重视与研究,是工艺参数选择和优化的前提和基础.本文以数控铣削加工过程为研究对象,对动力学仿真技术的发展和研究现状进行了论述,重点介绍了本实验室开发出的一套铣削加工过程动力学仿真优化系统.利用该系统可以对数控切削加工中的动态铣削力、主轴功率、主轴转矩、工件与刀具的振动变形等变量进行计算与仿真,基于仿真系统分析,可以准确地计算出整个加工过程的稳定切削区域,为数控切削过程工艺参数的合理有效选择提供依据和指导.     

数控铣削加工过程动力学仿真技术研究与应用进展

数控加工过程动力学仿真技术越来越受到国内外制造业和学术界的重视与研究，是工艺参数选择和优化的前提和基础。本文以数控铣削加工过程为研究对象，对动力学仿真技术的发展和研究现状进行了论述，重点介绍了本实验室开发出的一套铣削加工过程动力学仿真优化系统。利用该系统可以对数控切削加工中的动态铣削力、主轴功率、主轴转矩、工件与刀具的振动变形等变量进行计算与仿真，基于仿真系统分析，可以准确地计算出整个加工过程的稳定切削区域，为数控切削过程工艺参数的合理有效选择提供依据和指导。     

基于数值模型的数控加工中切削力与稳定域仿真

针对数控铣削加工工艺参数选择存在的问题,以球头铣刀高速铣削过程为研究对象,建立了考虑机床-刀具-工件系统振动的非线性动力学模型,分析了铣削力中的动态分量对切削颤振的影响,在考虑再生颤振的基础上建立非线性动力学模型.基于动态铣削力建模和颤振稳定域分析计算,提出了机床切削系统稳定性极限预测方法,并对其进行仿真分析,为铣削加...     

面向服务的绿色高效铣削优化方法研究

绿色高效是对现代制造业提出的迫切要求,制造服务的理念指明制造业转型升级的重要方向。以数控铣削加工为例,从一个层面研究了以面向服务为核心的绿色高效数控多次进给铣削加工参数优化问题,建立了满足高速铣削稳定性要求,以铣削过程利润与铣削碳排放量为目标的优化模型,应用自适应粒子群算法对模型寻优求解,并与数控切削参数数据库实现信息共享,通过铝合金高速铣削参数优化实例进行了模型验证,表明该寻优模型的泛化能力满足网络环境下复杂制造过程的服务增值需求。最后分析比较了不同优化变量对目标函数的影响趋势并定量计算了目标函数对优化变量的灵敏度值,为服务于企业的绿色高效铣削加工参数选择和工艺制定奠定了理论基础。     

整体叶盘数控铣削优化技术探讨

针对整体叶盘数控铣削过程中存在的难题,从最优化的角度出发,结合近年来国内外文献研究,从铣削工艺方案优化和工艺参数优化两方面进行介绍,重点对刀具可达性、加工效率、颤振变形、刀具磨损以及优化模型、优化算法等相关优化技术的研究现状进行综述。通过分析现有研究中存在的一些难题,探讨了整体叶盘数控铣削优化技术的研究方法,对后期开展整体叶盘制造技术研究具有一定的参考意义。