為了滿足渦旋壓縮機(jī)高效、節(jié)能、可靠的使用要求,渦旋型線的設(shè)計往往是幾種曲線的組合,這就使變截面渦旋盤成為一種變壁厚深腔類零件,其銑削加工的難度比等截面渦旋盤更大。在加工設(shè)備確定的條件下,銑削參數(shù)的選擇是否合理成為決定渦旋盤加工質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵因素。本項研究選擇三段基圓漸開線為變截面渦旋盤的型線,在變截面渦旋盤正交銑削試驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行了基于銑削力、齒面粗糙度和銑削時間的參數(shù)優(yōu)化研究。(1)F_x、F_y、F_z三向銑削力的數(shù)據(jù)處理。為了處理變截面渦旋盤銑削過程中三向壓電式測力儀測量并記錄的幾十萬個數(shù)據(jù),本文提出了“模糊判定法”—在SPSS軟件中利用方差分析篩選出方差在?6內(nèi)的數(shù)據(jù),計算出正交銑削參數(shù)條件下的平均銑削力。(2)基于經(jīng)驗公式建立了改進(jìn)的銑削力BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型,通過單因素響應(yīng)預(yù)測精確的得到了銑削參數(shù)分別對F_x、F_y、F_z的影響規(guī)律。利用處理好的銑削力數(shù)據(jù)建立了銑削力的多元非線性回歸預(yù)測模型和改進(jìn)的銑削力BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型,經(jīng)試驗證明改進(jìn)的銑削力BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有更高的預(yù)測精度。以銑削力回歸模型的預(yù)測值為參考,用改進(jìn)的銑削力BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對各銑削因素進(jìn)行了單因素響應(yīng)預(yù)測,直觀的的反映出各銑削參數(shù)對F_x、F_y、F_z的影響規(guī)律。(3)建立了變截面渦旋盤齒面粗糙度的雙預(yù)測模型,精確的得到了各銑削因素對齒面粗糙度的影響程度。首先,利用正交銑削試驗條件下的銑削參數(shù)和相應(yīng)的粗糙度值建立齒面粗糙度的多元非線性回歸模型和改進(jìn)的齒面粗糙度BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。結(jié)合兩種模型的優(yōu)點,建立了變截面渦旋盤齒面粗糙度的雙預(yù)測模型。然后,用試驗證明了粗糙度的雙預(yù)測模型比單一的預(yù)測模型具有更高的精確度,而且可以避免單一預(yù)測模型的離散誤差。最后,用齒面粗糙度的雙預(yù)測模型進(jìn)行了單因素響應(yīng)預(yù)測,直觀的表達(dá)出齒面粗糙度與銑削參數(shù)之間的映射關(guān)系。(4)以各個銑削參數(shù)的范圍為約束條件,以銑削合力最小,齒面粗糙度不大于0.8μm,工序銑削時間最短為目標(biāo)建立多目標(biāo)優(yōu)化模型。用遺傳算法在多目標(biāo)約束空間中尋優(yōu),得到了具體且最佳的銑削參數(shù)組合。當(dāng)a_p=1.65mm,f_z=0.18mm,n=3757r/min,a_e=0.74mm時達(dá)到的最佳銑削效果為F_H=186.27N,R_a=0.78μm,t_m=17.37s。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TG54;TH45
【部分圖文】：

針對變截面渦旋盤的型面復(fù)雜，加工的精度要求較高，銑削參數(shù)選取不明確的問題，基于變截面渦旋盤銑削加工試驗的研究分析，首先在理論上對變截面渦旋盤銑削加行分析，再用實際的試驗數(shù)據(jù)建模、驗證、仿真分析。主要內(nèi)容如下：（1）建立三段基圓變截面渦旋盤的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行正交銑削試驗。利用XK714數(shù)床對變截面渦旋盤進(jìn)行銑削加工試驗，收集銑削加工過程中三向銑削力的數(shù)據(jù)并用S軟件處理數(shù)據(jù)，測量不同銑削參數(shù)條件下變截面渦旋盤齒側(cè)面的粗糙度值。（2）分別建立Fx、Fy、Fz的回歸預(yù)測模型和改進(jìn)的銑削力BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。歸預(yù)測模型為預(yù)測方向，利用改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型分別表達(dá)銑削參數(shù)與三向銑削間的變化關(guān)系，進(jìn)而達(dá)到銑削參數(shù)優(yōu)化的目的。（3）基于齒面粗糙度的經(jīng)驗公式和優(yōu)化的粗糙度BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，建立渦旋盤齒糙度的雙預(yù)測模型，精確的反映出粗糙度與銑削參數(shù)之間的映射關(guān)系，避免了單一模型造成的主觀誤差。（4）建立基于銑削力、表面粗糙度、工序銑削時間為評價指標(biāo)的多目標(biāo)函數(shù)模型，遺傳算法對模型進(jìn)行優(yōu)化，求解變截面渦旋盤最佳銑削參數(shù)。

a2=3.326，φ1=2π，φ2=4π，φ3=6π，由以上各公式分析可得旋盤的母線參數(shù)方程為 1 111 1os ( )sin0in ( )cosa aa a 1 1 1 2 1 2 1 2 11 21 1 1 2 1 2 1 2 1cos ( )sin ( )cossin ( )cos ( )sina a a a a aa a a a a a 1 1 1 2 2 1 2 2 1 1 1 2 1 1 1 1 2 2 1 2 2 1 1 1 2 1 os ( )sin ( )cos sin ( )cos ( )sin a a a a a a a a a a a a a a a a 3 三段漸開線的基圓半徑；a1:第二段漸開線的基圓半徑；φ:展二段漸開線連接處的展角值；φ2:第二段與第三段漸開線連線終點的展角值；生成三段基圓漸開線變截面渦旋盤的母線，如圖 2.1 所示。

變截面渦旋盤的銑削試驗及參數(shù)優(yōu)化研究分修正，內(nèi)壁型線的修正方程：11( )cos( )d2 2( ,0)2( )sin( )d2or ororR RaRa 方程：112( )cos( )d2 2( ,0)2( )sin( )d2or ororR RaRa 生成三段基圓漸開線變截面渦旋盤的型線，如圖 2.2 所示。用開線變截面渦旋盤的三維立體模型，如圖 2.3 所示。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉國平;黎建芳;龔琦;;基于移動熱邊界的動渦旋盤溫度場有限元分析[J];液壓與氣動;2019年01期

2 鄔再新;劉濤;吳軍;;基于逆向工程的變截面渦旋盤快速精度診斷[J];振動.測試與診斷;2017年02期

3 黃蕾;唐景春;韓坤;;溫度場對動渦旋盤應(yīng)力與應(yīng)變的影響[J];低溫與超導(dǎo);2013年05期

4 韓坤;唐景春;高才;;渦旋壓縮機(jī)動渦旋盤熱彈性耦合分析[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年07期

5 劉振全;佘莉芳;;基于粒子群算法的渦旋壓縮機(jī)渦旋盤優(yōu)化的研究[J];流體機(jī)械;2006年12期

6 張立群,劉振全;渦旋壓縮機(jī)靜渦旋盤實際工況下的變形分析[J];流體機(jī)械;2000年02期

7 劉振全,任俊士;動渦旋盤與軸向隨變機(jī)構(gòu)機(jī)械振動模擬[J];甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1999年04期

8 蔣修治;特集:制冷壓縮機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向[J];流體工程;1989年04期

9 陳擇賢;李濤;于宏款;姚杰;盧貽峰;唐景春;;溫度與壓力耦合作用下渦旋盤的結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J];科技風(fēng);2017年01期

10 王濤;桑偉波;蔣立軍;;渦旋盤在普通加工中心上的編程加工[J];壓縮機(jī)技術(shù);2006年02期

相關(guān)會議論文 前3條

1 王艷艷;吳茂永;曲華;袁訊道;;粉末冶金技術(shù)制備高性能壓縮機(jī)用渦旋盤[A];第十四屆全國電冰箱（柜）、空調(diào)器及壓縮機(jī)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2018年

2 王寶龍;李先庭;彥啟森;石文星;;渦旋壓縮機(jī)通用幾何模型研究[A];全國暖通空調(diào)制冷2004年學(xué)術(shù)年會資料摘要集（2）[C];2004年

3 楊廣衍;盛林;張秀麗;李春燕;李明輝;;無油渦旋真空泵渦旋盤ANSYS參數(shù)化熱載荷的施加方法[A];TFC’09全國薄膜技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 王君;多渦旋齒渦旋壓縮機(jī)嚙合型線理論研究[D];蘭州理工大學(xué);2006年

2 王立存;通用渦旋型線集成設(shè)計理論與方法研究[D];重慶大學(xué);2007年

3 強(qiáng)建國;渦旋壓縮腔幾何模型與渦旋齒強(qiáng)度研究[D];蘭州理工大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 朱貝;渦旋泵設(shè)計與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D];武漢工程大學(xué);2018年

2 彭陽建;渦旋盤型線設(shè)計及其加工方法研究[D];西安理工大學(xué);2016年

3 李銀萍;變截面渦旋盤側(cè)壁面表面微觀形貌的表征與分析[D];蘭州理工大學(xué);2019年

4 郭剛;變截面渦旋盤高速銑削關(guān)鍵參數(shù)及實驗研究[D];蘭州理工大學(xué);2019年

5 張文超;變截面渦旋盤的銑削試驗及參數(shù)優(yōu)化研究[D];蘭州理工大學(xué);2019年

6 張文帥;變截面渦旋盤銑削有限元仿真參數(shù)優(yōu)化及實驗研究[D];蘭州理工大學(xué);2019年

7 夏一凡;變截面渦旋盤銑削加工力學(xué)建模及穩(wěn)定性分析[D];蘭州理工大學(xué);2019年

8 馬龍生;渦旋壓縮機(jī)渦旋體結(jié)構(gòu)設(shè)計[D];大連理工大學(xué);2018年

9 劉劍峰;液態(tài)模鍛渦旋盤工藝優(yōu)化及偏析行為的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2018年

10 楊南;超潔凈渦旋真空干泵用開關(guān)磁阻電動機(jī)研究與熱場分析[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2018年

本文編號：2825453