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面向數(shù)控機(jī)床加工位置不確定的銑削穩(wěn)定性優(yōu)化研究

發(fā)布時(shí)間:2022-07-08 11:01
  高速銑削加工作為先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)共性技術(shù)之一,被廣泛應(yīng)用于航空、航天、能源、軌道交通以及金屬銑削加工等行業(yè),具有廣闊的應(yīng)用前景。銑削加工過程中,在遠(yuǎn)低于額定功率下出現(xiàn)的劇烈振動(dòng)(銑削顫振),降低零件加工質(zhì)量和加工效率,嚴(yán)重影響刀具和數(shù)控機(jī)床使用壽命,導(dǎo)致高檔數(shù)控機(jī)床無法發(fā)揮主要優(yōu)勢。因此,圍繞銑削過程中由再生型顫振引起的銑削穩(wěn)定性問題一直是當(dāng)前研究的熱點(diǎn),具有很高的工程應(yīng)用價(jià)值。然而,傳統(tǒng)的銑削穩(wěn)定性研究尚未考慮數(shù)控機(jī)床零件加工位置和進(jìn)給方向變化對刀具端點(diǎn)頻率響應(yīng)函數(shù)的影響,導(dǎo)致預(yù)測的銑削穩(wěn)定性葉瓣圖和無顫振銑削工藝參數(shù)具有不確定性。針對該問題,本文以加工工藝系統(tǒng)為研究對象,對銑削過程動(dòng)力學(xué)建模和銑削穩(wěn)定性預(yù)測以及銑削參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行了研究,主要研究內(nèi)容如下:首先,對銑削過程動(dòng)力學(xué)建模和銑削穩(wěn)定性預(yù)測方法進(jìn)行研究。建立了考慮瞬態(tài)銑削厚度的動(dòng)力學(xué)模型,并在傳統(tǒng)銑削穩(wěn)定性預(yù)測原理基礎(chǔ)上引入進(jìn)給方向的影響,提出考慮進(jìn)給方向的銑削穩(wěn)定性葉瓣圖繪制方法。通過該方法可以準(zhǔn)確得到銑削穩(wěn)定性葉瓣圖,為工藝參數(shù)的優(yōu)化選取提供理論依據(jù)。然后,對銑削過程中機(jī)床零件加工位置、進(jìn)給方向和銑削參數(shù)對銑削穩(wěn)定性的影響... 

【文章頁數(shù)】:68 頁

【學(xué)位級別】:碩士

【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景與意義
    1.2 銑削穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
        1.2.1 銑削穩(wěn)定性預(yù)測方法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 基于機(jī)床結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的銑削穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
    1.3 銑削參數(shù)優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的主要研究內(nèi)容
第2章 銑削顫振穩(wěn)定性理論分析與仿真研究
    2.1 再生型顫振理論分析
        2.1.1 銑削過程靜態(tài)銑削力模型
        2.1.2 銑削過程動(dòng)態(tài)銑削力模型
    2.2 銑削穩(wěn)定性理論分析
        2.2.1 銑削穩(wěn)定性理論計(jì)算方法
        2.2.2 銑削顫振穩(wěn)定性預(yù)測方法
    2.3 本章小結(jié)
第3章 基于正交實(shí)驗(yàn)的廣義加工空間機(jī)床銑削穩(wěn)定性研究
    3.1 數(shù)控機(jī)床整機(jī)動(dòng)力學(xué)特性研究
        3.1.1 機(jī)床錘擊模態(tài)實(shí)驗(yàn)
        3.1.2 模態(tài)分析理論
    3.2 廣義加工空間銑削穩(wěn)定性影響因素研究
        3.2.1 機(jī)床加工位置對銑削穩(wěn)定性的影響研究
        3.2.2 進(jìn)給方向?qū)︺娤鞣(wěn)定性的影響研究
        3.2.3 銑削參數(shù)對銑削穩(wěn)定性的影響研究
    3.3 廣義加工空間機(jī)床銑削穩(wěn)定性預(yù)測
        3.3.1 基于正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的銑削穩(wěn)定性預(yù)測
        3.3.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于支持向量回歸機(jī)的銑削穩(wěn)定性預(yù)測
    4.1 支持向量回歸機(jī)簡介
        4.1.1 支持向量機(jī)回歸算法
        4.1.2 支持向量回歸機(jī)模型參數(shù)選取
    4.2 銑削穩(wěn)定性支持向量回歸機(jī)預(yù)測模型
        4.2.1 樣本信息獲取過程
        4.2.2 SVR模型參數(shù)選擇
        4.2.3 仿真預(yù)測與結(jié)果分析
    4.3 銑削穩(wěn)定性銑削實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究
    4.4 廣義加工空間銑削穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)演化規(guī)律研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于遺傳算法的銑削穩(wěn)定性優(yōu)化
    5.1 銑削參數(shù)優(yōu)化研究
        5.1.1 優(yōu)化變量
        5.1.2 目標(biāo)函數(shù)
        5.1.3 約束條件
    5.2 基于遺傳算法的銑削參數(shù)優(yōu)化研究
        5.2.1 遺傳算法基本原理
        5.2.2 遺傳算法基本步驟
        5.2.3 銑削加工優(yōu)化過程
    5.3 銑削參數(shù)優(yōu)化實(shí)例分析
        5.3.1 銑削參數(shù)優(yōu)化仿真分析
        5.3.2 銑削參數(shù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果


【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]面向數(shù)控機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)的切削穩(wěn)定性預(yù)測研究[J]. 鄧聰穎,苗建國,殷國富,王玲,馮義,趙洋.  工程科學(xué)與技術(shù). 2019(03)
[2]基于模態(tài)預(yù)測及敏度分析的機(jī)床動(dòng)特性設(shè)計(jì)方法[J]. 李天箭,吳晨帆,沈磊,孔祥志,丁曉紅.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2019(07)
[3]大國工匠的培養(yǎng)與職業(yè)教育的責(zé)任擔(dān)當(dāng)研究與實(shí)踐[J]. 趙新亞.  教育現(xiàn)代化. 2019(15)
[4]基于模態(tài)柔度和能量分布的機(jī)床動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 廖永宜,廖伯瑜.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(23)
[5]基于ADEGWO-SVM的機(jī)載燃油泵壽命預(yù)測研究[J]. 焦曉璇,景博,李娟,孫萌,王赟.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2018(08)
[6]架構(gòu)約束條件下產(chǎn)品模塊識別的可視化方法[J]. 衛(wèi)軍朝,張國淵,閆秀天.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2018(05)
[7]基于銑削動(dòng)力學(xué)的刀具強(qiáng)迫振動(dòng)抑制研究[J]. 張潔,劉成穎,鄭烽,尹騰飛.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(17)
[8]面向能耗的多刀具孔加工刀具直徑及工藝參數(shù)集成優(yōu)化模型[J]. 陳行政,李聰波,吳磊,萬騰,楊青山.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(15)
[9]基于動(dòng)態(tài)切削過程仿真的外圓車削穩(wěn)定性判定[J]. 仇健.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2019(03)
[10]基于接觸區(qū)域的球頭銑刀顫振穩(wěn)定域預(yù)報(bào)方法研究[J]. 代月幫,魏兆成,李宏坤,張孟哲.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2019(01)

碩士論文
[1]基于優(yōu)化支持向量回歸機(jī)的充電站負(fù)荷預(yù)測研究[D]. 康曉凡.西安科技大學(xué) 2019
[2]復(fù)雜曲面模具銑削穩(wěn)定性分析及工藝參數(shù)優(yōu)化[D]. 崔健.哈爾濱理工大學(xué) 2019
[3]運(yùn)行狀態(tài)下的數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)主導(dǎo)特性研究[D]. 潘亞兵.華中科技大學(xué) 2016
[4]高速銑削加工穩(wěn)定性與切削參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 陳展翼.南京理工大學(xué) 2013



本文編號:3656906

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