基于PSO算法的叶片粗铣工艺参数优化

为了降低航空发动机叶片粗铣时加工变形量,提高其加工效率,采用正交组合设计进行工艺参数分组,基于Deform平台完成叶片铣削加工模拟仿真,获取铣削力并找到工艺参数与叶片变形量之间变化规律。应用多元二次回归方法建立叶片变形量与工艺参数的相关性数字模型,对模型进行方差分析,检验与试验值的拟合度,并利用PSO算法求解最优工艺参数。结果表明：在其他条件保持不变情况下,通过PSO算法可获得加工变形量小和加工效率高的最优工艺参数。     

基于灰色关联决策的薄壁铣削变形预测研究

提出一种基于灰色预测的铝合金薄壁件铣削变形量的评价方法,能够同时考虑影响铣削变形量的多种工艺因素变化。为探讨多因素耦合的薄壁铣削工艺参数对薄壁变形量的影响程度及优化预测,利用正交试验采集部分样本数据,采用灰色关联法对薄壁铣削工艺参数进行优势因素分析,利用灰色决策优化工艺试验方案获得最优工艺参数,最后建立了针对铝合金薄壁件铣削工艺参数的灰色多元预测模型,并对该预测模型的预测效果和精度进行分析验证。     

基于有限元技术的汽轮机叶片数控加工参数选择

对汽轮机高速转子叶片的加工工艺进行了分析,针对加工变形问题,建立铣削力学模型,应用有限元分析软件A N SY S进行变形分析,得出加工工艺参数和铣削变形量的关系,优化了铣削工艺参数。     

铣削加工仿真及工艺参数优化

针对现代铣削加工对铣削工件质量的更高要求,该研究通过AD分析、极差分析和实际加工验证,优化了铣削加工工艺参数。该研究设计了正交试验方案,确定影响铣削加工的因素的初始参数,利用Advant Edge(AD)软件依据相关参数进行铣削加工仿真,对仿真结果进行极差分析后得出优化参数。最后该研究进行实际加工,将实际加工所得的数据与仿真结果相比较,验证仿真所得数据,优化出既具有较小的切削变形,又具有较大加工效率的切削工艺参数。为铣削加工工艺优化提出改进意见。     

人工骨3D打印与铣削复合加工研究

针对人工骨高效精密制造的需求,展开PEEK材料人工骨高效3D打印与精密铣削复合加工研究。基于响应面方法,以PEEK材料人工骨制造的高储能模量、高效率、低耗材和高表面质量为目标,建立FDM型3D打印与铣削工艺参数的响应值回归数学模型,并据此进行工艺参数优化。得出3D打印最优参数组合为:层厚0.43 mm,内部填充密度55.05%,外周轮廓1.39圈。铣削最优参数组合为:背吃刀量0.2 mm,主轴转速3 500 r/min,进给量0.06 mm。进一步的复合加工试验验证了所构建的数学模型及优化的参数。该研究为PEEK材料人工骨的高效精密制造提供了一种复合加工方法,并奠定了复合加工的工艺参数基础。     

薄板类零件加工精度可靠性分析及工艺参数优化

针对薄板类零件加工过程中加工变形导致加工精度低的问题,利用有限元法和高斯过程回归算法建立了加工变形预测模型,综合考虑机床运动误差与工件加工变形,对薄板件加工精度可靠性进行分析,建立了以加工效率和平均加工变形为目标、加工精度可靠度为约束的铣削加工工艺参数优化设计模型,并利用多目标优化算法进行求解,确定了协调加工效率和加工变形最优的工艺参数组合。案例研究结果表明,经优化设计后最低加工精度可靠度达到98.21%,平均加工变形减小21.14%,加工效率提高了4.18%,为薄板类零件铣削加工工艺参数选择提供了一种可行的方法。     

钛合金整体叶轮铣削参数多目标优化

钛合金整体叶轮是一种集合了钛合金难加工材料和整体叶轮难加工结构于一体的复杂零件。针对其加工困难、工艺参数选择难等问题,首先采用正交试验结果建立了铣削力和表面粗糙度经验预报模型;其次,根据叶轮粗加工特点建立工效率最高、加工成本最小的多目标规划模型,根据叶轮精加工要求建立加工效率最高、加工质量最优的多目标规划模型,并用优化的NSGA-Ⅱ算法进行求解;最后,进行加工效率试验对比,相比于初始设置的经验铣削参数,优化后参数进行加工,提高了24. 1%的加工效率。实际应用表明:优化的铣削参数最优解集,方便了工艺人员在不同生产状况下最优参数的选择和调整。     

单齿飞刀铣削航天薄壁件加工工艺优化研究

针对航天薄壁件加工过程中的变形问题,基于正交试验方法优化航天薄壁件飞刀铣削参数组合,采用极差分析法并绘制试验指标与各试验因素间的关系曲线图得出了各因素对加工质量的影响程度,并以此为基础优化参数,进行航天薄壁件铣削加工工艺优化研究。试验表明:主轴转速n和刀具圆弧半径r对工件表面质量影响较大,且各因素对表面粗糙度的影响程度大小顺序为:主轴转速、刀具圆弧半径、刀具后角、进给量、背吃刀量。采用优化后的工艺参数加工试验,当r=1.1mm、a0=8mm、f=8μm/r、ap=1μm和n=950r/min时,得到了表面粗糙度Ra为72nm的质量表面。     

航发叶片铣削弹性变形量预测与工艺参数优化

针对航发叶片半精铣型面工序存在轮廓加工精度超差问题(误差达±0.343 mm),基于Deform和ABAQUS平台建立叶片铣削数值模型,分析叶片热-力场中变形刀触点,采集叶片弹性变形量数据,设计正交试验方案,利用BP神经网络对数据集训练和预测,结合遗传算法(GA)对训练完成的BP神经网络求解最优值,并进行可行性验证。结果表明:BP-GA算法获取的叶片铣削弹性变形量优化解满足叶片型面轮廓公差±0.05 mm。     

5083铝镁合金薄壁件整体数控铣削试验及优化

铝镁合金因其具有质轻、导热导电性好、阻尼减振、电磁屏蔽等优异性能,在航天航空领域具有广阔的应用。主要研究大型整体铝镁合金壳体薄壁复杂结构件的高速数控加工工艺及工艺优化。正交试验和极差分析表明,铣削力和加工变形的主要影响因素是切削深度轴向切深,肋板和腹板的表面粗糙度的主要影响因素为每齿进给量,最优的工艺参数组合为:切削速度350 m/min,每齿进给量0.0 5mm/z,切削宽度10 mm,切削深度1 mm.通过多元回归分析,获得了铣削力、表面粗糙度、薄板厚度的经验公式,经验公式的精度都在0.9以上。以加工表面粗糙度为研究对象的单因素对比试验表明,最佳的走刀方式为跟随周边铣削方式。最后,通过有限元仿真对整体薄壁件铣削试验及优化进行验证。     

盖板件高效铣削表面粗糙度预测与工艺参数优化

为了保证7075铝合金盖板件铣削表面质量和提高铣削加工效率,进行工艺参数优化,通过响应曲面法(RSM)构建铣削加工表面粗糙度预测模型,分析铣削工艺参数对表面粗糙度的影响规律。基于表面粗糙度预测模型建立高效铣削工艺参数优化目标方程,采用改进的粒子群算法(PSO)对目标方程进行优化,运用优化后的工艺参数对某盖板件进行铣削加工。试验结果表明：采用优化后的工艺参数进行盖板件铣削加工可以满足表面粗糙度要求,验证了预测模型的准确性和改进PSO方法的可行性。     

基于响应曲面法的钛合金TC21铣削参数优化

针对新型损伤容限型钛合金TC21的难加工性,通过基于响应曲面法的中心复合设计铣削试验研究工艺参数对切削力的影响规律,建立二阶响应曲面模型,以最小切削力为目标优化工艺参数。研究结果表明:轴向切深和每齿进给对切削力影响显著,径向切深和切削速度对切削力影响较小,最优加工参数为v_c=119.71m/min,f_z=0.06mm/z,a_e=0.87mm,a_p=16.01mm。将最优加工参数应用到工程实践中,可提高整体硬质合金刀具寿命和各类型零件的加工效率。     

基于变形控制的薄壁结构件高速铣削参数选择

首先对国内外有关研究薄壁件铣削加工变形的文献进行了回顾。然后,对不同切削参数下铣削力变化规律以及因铣削力引起的加工变形进行了理论分析与试验研究,并以此为基础提出了薄壁件高速铣削切削参数选择原则。试验结果表明,采用优化的切削参数不仅使薄壁件加工精度得到了保证,加工效率也大大提高。     

基于回归遗传算法的高速铣削工艺参数优化

针对高速铣削加工中心效率低、经济性不高的特点,利用正交试验建立了表面粗糙度和铣削力的预测模型,并利用遗传算法优化高速铣削工艺参数,通过验证试验表明,优化后的工艺参数在实际生产中,加工效率、加工质量都有了很大提高.     

基于多元非线性回归的刀具几何参数优化

精密铣削航空接头类薄壁件过程中,硬质合金刀具几何参数(前角、后角和螺旋角)对加工变形有显著影响。采用L25(36)正交实验,运用有限元的方法对25组实验进行铣削加工,获得了变形量与刀具几何参数之间的关系数据,并验证了模型的有效性。运用多元非线性回归技术建立变形量单目标优化数学模型,通过相关性和显著性检验证明模型的可行性。采用遗传算法,以薄壁件的加工变形为目标函数对铣刀几何参数进行优化,最终获得了加工变形量最小时的最优几何参数值。结果表明:所选几何参数与变形量确实有非线性回归关系,且优化后的几何参数组合所对应的变形量比正交实验最小变形量降低了15%。     

薄壁件残余应力变形仿真预测与切削参数优化

针对薄壁件铣削残余应力变形难以准确预测的问题,提出了一种仿真预测方法,并在此基础上研究了薄壁件铣削切削参数优化方法。首先,提出了基于工况映射与薄壳应力贴合的残余应力变形仿真预测方法,实验结果表明该方法能够有效预测薄壁件的加工残余应力变形。在此基础上,利用支持向量回归机建立了基于切削参数的残余应力变形响应预测模型;然后,根据所建立的预测模型,采用遗传算法,以残余应力变形为约束、最大加工效率为目标对工艺参数进行优化。结果分析表明,该优化方法获得了最优的加工参数。     

薄壁结构件铣削参数有限元正交优势分析及优化

大型整体薄壁结构件在航空、航天工业中得到了广泛应用。但由于其刚性差,在铣削加工过程中常常出现铣削力过大而引起较大的变形,严重影响工件的加工质量和精度。针对上述问题,提出一种有限元正交优势分析方法,用以优化铣削参数,减小铣削产生的零件变形。该方法采用正交试验设计规划指导有限元铣削加工变形分析的参数方案设计,通过不同方案的计算结果研究分析铣削速度、铣削深度、铣削宽度、每齿进给量对加工变形的影响,得到各铣削要素选择的较好水平;采用优势分析方法对正交试验结果进行处理,得到各铣削要素对加工变形的贡献率,从而确定优化的铣削加工方案。以某薄壁框类零件为例得到了铣削参数的优化组合,经过验证,优化后的试验方案减少了铣削产生的最大变形量,证明了该方法的可行性及有效性。     

钛合金薄壁件超声振动辅助铣削工艺研究

在钛合金薄壁件的铣削加工过程中,存在薄壁件变形大、加工精度低等问题,为此,提出了一种基于超声振动的辅助铣削加工工艺方法。首先,分析了钛合金材料的切削变形机理,得到了影响工件变形的关键因素,为后续参数指标分析提供参考;然后,利用ABAQUS有限元仿真软件,对钛合金薄壁件的形变和受力情况进行了分析,讨论了超声振动的作用机理及其对切削力的影响;最后,在超声辅助条件下,通过单因素试验,研究了不同工艺参数对薄壁件铣削形变量的影响规律。研究结果表明：超声振动辅助加工可有效解决薄壁件铣削变形问题,大幅提高其加工精度;随着主轴转速和超声功率的增加,薄壁件的变形量呈逐渐降低的趋势;而随着进给速度的增加,薄壁变形量呈逐渐增加的趋势。该试验结果与仿真结果基本一致,与理论值的平均误差在5%以内,由此可见,该结论可为钛合金薄壁件铣削加工中参数的选择和优化提供参考。     

基于双刀对称车削工艺的杆件加工变形量控制研究

为解决LF6铝合金杆件车削变形量大的问题,提出双刀对称车削工艺,并对杆件进行受力分析,锁定加工参数和加工刀具几何形状作为控制杆件变形的突破口。基于空间填充法对8个变量进行试验设计,通过对试验结果进行机理分析和极差分析,确定切削速度、进给量和刀具前角是控制杆件变形的主要因素,利用单因素试验法得出最优刀具前角为26°。基于中心复合法对切削速度和进给量进行试验设计,通过响应面法建模和哈里斯鹰群算法优化计算,得出最优切削速度为104m/min,最优进给量为0.28mm/r,并对优化结果进行实际加工验证。结果表明：采用双刀对称车削工艺并选取最优参数可有效实现杆件变形量的精准控制,满足实际工程要求。     

基于正交试验的Al2O3陶瓷激光铣削试验

Al2O3陶瓷激光铣削工艺受多种因素影响。基于正交试验方法优化陶瓷激光铣削参数组合,采用极差分析得到了各因素对铣削深度的影响程度大小,并以此为基础优化工艺参数,进行Al2O3陶瓷圆形型腔的激光铣削试验。结果表明:各因素对激光铣削深度的影响大小顺序依次为激光功率、扫描速度、搭接量、离焦量。采用优化后的工艺参数进行加工,单层铣削深度可达到0.4mm,铣削效果令人满意;未吹除的表面熔渣大大增加了加工件表面粗糙度,应增加辅吹气体气压来改善加工件表面质量。