發(fā)布時間：2022-02-26 07:09

　　汽車覆蓋件模具的設(shè)計及制造約占汽車開發(fā)周期的2/3,已成為汽車換改型的主要制約因素。對于大型汽車覆蓋件模具而言,由于其自重及尺寸較大,若直接進行整體淬火,則加工難度大,型面精度難以有效控制。采用鑲塊式淬硬鋼模件拼接后整體銑削加工可以有效解決上述問題。相對于一般銑削加工,拼接模具銑削加工存在兩方面特征:過縫沖擊及硬度突變。過縫沖擊及硬度突變會造成切削力及切削振動產(chǎn)生階躍性變化,加快了刀具磨損及降低了工件的型面精度。揭示銑削過程中刀具磨損特性和振動特性及影響機制是解決拼接模具加工難點的有效途徑。本文針對汽車覆蓋件拼接模具生產(chǎn)過程中型面精度不可控的實際問題,建立了切削力、切削振動、銑削穩(wěn)定性、表面形貌及粗糙度預(yù)測模型,結(jié)合非支配精英策略遺傳算法（NSGA-Ⅱ）、核主成分分析（KPCA）、多種群遺傳算法（MPGA）和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法（ANN）實現(xiàn)了銑削參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化及反演,具體研究內(nèi)容包括:依據(jù)拼接區(qū)域的刀-工接觸關(guān)系和加工材料不同硬度,建立了拼接區(qū)域瞬時切屑厚度模型,結(jié)合瞬時剛性力模型得到了前刀面的剪切力。依據(jù)正應(yīng)力及切應(yīng)力在后刀面磨損區(qū)域分布規(guī)律,通過積分方法獲得了后刀面的摩擦力。通過引入單自... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：169 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 銑削力建模研究
        1.2.2 動力學(xué)建模研究
        1.2.3 銑削穩(wěn)定性預(yù)測研究
        1.2.4 表面形貌仿真研究
        1.2.5 多目標(biāo)優(yōu)化算法研究
    1.3 相關(guān)研究存在的主要問題
    1.4 課題來源和論文的主要研究內(nèi)容
        1.4.1 課題來源
        1.4.2 論文主要研究內(nèi)容
第2章 考慮刀具磨損的拼接區(qū)域銑削力研究
    2.1 考慮刀具磨損銑削力模型
        2.1.1 前刀面剪切力模型
        2.1.2 后刀面摩擦力模型
    2.2 拼接區(qū)域沖擊力模型
        2.2.1 法向接觸力模型
        2.2.2 切向接觸力模型
        2.2.3 沖擊力模型
    2.3 拼接區(qū)域切削力模型
    2.4 實驗及模型系數(shù)識別
        2.4.1 實驗設(shè)備
        2.4.2 工件彈性變形量的獲取
        2.4.3 剪切及摩擦系數(shù)的識別
    2.5 切削力仿真及實驗驗證
        2.5.1 斜平面銑削切削力仿真
        2.5.2 定曲率凸曲面切削力仿真
    2.6 本章小結(jié)
第3章 拼接區(qū)域動力學(xué)建模及穩(wěn)定性分析
    3.1 銑削動力學(xué)建模
        3.1.1 模具銑削過程動力學(xué)方程
        3.1.2 拼接模具銑削過程動力學(xué)方程
    3.2 動力學(xué)參數(shù)辨識
        3.2.1 動態(tài)切削力系數(shù)識別
        3.2.2 模態(tài)參數(shù)識別
    3.3 銑削穩(wěn)定性分析方法
        3.3.1 四階完全離散方法
        3.3.2 離散方法驗證
    3.4 拼接區(qū)域穩(wěn)定性研究
        3.4.1 拼接區(qū)域穩(wěn)定性及實驗驗證
        3.4.2 考慮刀具磨損的穩(wěn)定性研究
    3.5 本章小結(jié)
第4章 拼接區(qū)域加工表面形貌仿真研究
    4.1 球頭刀切削刃運動仿真建模
        4.1.1 考慮刀具磨損球頭銑刀刃線方程
        4.1.2 考慮刀具振動球頭銑刀刃線方程
        4.1.3 工件坐標(biāo)系下球頭銑刀刃線方程
    4.2 表面形貌仿真
        4.2.1 刀具及工件模型離散
        4.2.2 表面形貌仿真算法
    4.3 表面粗糙度仿真
        4.3.1 線表面粗糙度建模
        4.3.2 面表面粗糙度建模
    4.4 表面形貌仿真及實驗驗證
        4.4.1 實驗設(shè)備及方案
        4.4.2 振動分析及實驗驗證
        4.4.3 表面形貌分析及實驗驗證
    4.5 表面粗糙度敏感性分析
        4.5.1 灰色關(guān)聯(lián)分析
        4.5.2 實驗方案及結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 拼接區(qū)域銑削參數(shù)反演及仿真平臺
    5.1 拼接區(qū)域銑削參數(shù)優(yōu)化
        5.1.1 切削參數(shù)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)建模
        5.1.2 約束條件及多目標(biāo)函數(shù)
        5.1.3 多目標(biāo)優(yōu)化算法
        5.1.4 模型參數(shù)的獲取及實驗驗證
        5.1.5 優(yōu)化結(jié)果分析
    5.2 銑削過程參數(shù)反演設(shè)計研究
        5.2.1 KPCA-MPGA-ANN反演算法對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型
        5.2.2 NSGA-Ⅱ-KPCA-MPGA-ANN算法的設(shè)計
        5.2.3 反演結(jié)果分析
    5.3 銑削過程仿真平臺搭建
        5.3.1 需求分析
        5.3.2 銑削過程仿真平臺的搭建方案
        5.3.3 銑削過程仿真平臺的驗證
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A
附錄B
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
攻讀博士學(xué)位期間專利及科研項目與獲獎情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于GRA-RBF-FA的整體葉盤通道盤銑加工多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化[J]. 張楠,史耀耀,楊臣,陳振,劉江.  西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[2]凸曲面拼接模具銑削過程三維有限元仿真研究[J]. 岳彩旭,王彥武,高海寧,馬晶.  航空制造技術(shù). 2018(16)
[3]基于改進Z-MAP算法的球頭銑刀加工表面形貌仿真與試驗研究[J]. 董永亨,李淑娟,李言,李鵬陽,楊振朝.  機械工程學(xué)報. 2017(23)
[4]基于動態(tài)切削力系數(shù)的插銑加工過程穩(wěn)定性研究[J]. 岳彩旭,高海寧,劉獻(xiàn)禮.  機械工程學(xué)報. 2017(17)
[5]面向低能耗少切削液的多目標(biāo)加工參數(shù)優(yōu)化[J]. 馬峰,張華,曹華軍.  機械工程學(xué)報. 2017(11)
[6]基于點云的超精密銑削加工三維表面形貌仿真[J]. 彭芳瑜,方正隆,吳警,閆蓉.  華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(08)



本文編號：3644197