發(fā)布時間：2017-10-18 03:05

  本文關(guān)鍵詞：變半徑擺線銑削切削力預測與表面形貌研究

  更多相關(guān)文章： 變半徑擺線加工 切削力 表面粗糙度 表面形貌 功率譜密度

【摘要】：隨著高速銑削技術(shù)的不斷發(fā)展,制造領(lǐng)域?qū)ぜ庸ぞ群捅砻尜|(zhì)量有了更高的要求。傳統(tǒng)的銑削刀軌由于材料去除率和刀軌光順性的不足,在高速銑削中往往會產(chǎn)生嚴重的震動和切削力突變,造成表面破損,因而不能適用高速銑削的要求。尤其是近幾年,擺線銑削刀軌的提出并被用在高速銑削加工中,得到了越來越多學者的關(guān)注。但由于其切削力特性的研究及工藝理論指導尚不夠完善,影響著擺線加工技術(shù)應(yīng)用的深度和廣度。因此,如何根據(jù)擺線加工刀軌特殊性,分析切削參數(shù)對表面形貌的影響,充分發(fā)揮切削力穩(wěn)定優(yōu)勢同時保證加工質(zhì)量,是型腔高速銑削領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵問題之一。本文圍繞變半徑擺線銑削加工的切削力特性和表面形貌進行研究,主要內(nèi)容包括:(1)搭建實驗平臺,從切削力和表面質(zhì)量兩個標準,對傳統(tǒng)加工方式和變半徑擺線加工進行了對比分析,驗證了變半徑擺線加工切削力和表面形貌研究的意義。從切削力、粗糙度、表面微觀形貌三個方面,對傳統(tǒng)加工刀軌和擺線刀軌加工進行了相同條件下切削力和表面粗糙度對比分析、粗糙度近似表面的微觀形貌和切削力對比分析。證實了擺線加工刀軌在切削力和粗糙度方面的優(yōu)勢,闡明了對擺線加工切削力及表面形貌深入研究的必要性。(2)建立了變半徑擺線銑削加工的切削力預測模型。以擺線運動軌跡的單個周期為研究對象,確定了刀具進給過程中的徑向切深,在此基礎(chǔ)上建立了徑向切深和刀具接觸角的實時聯(lián)系,利用微元法求解出切削力;通過分析最大徑向切深對切削力的影響,提出了最大徑向切深策略,維持了切削力的穩(wěn)定波動,避免了沖擊載荷的出現(xiàn),而且在一定程度上有助于加工效率的提升。(3)建立了基于最小二乘支持向量機的表面粗糙度預測模型。該模型結(jié)構(gòu)簡單、泛化能力強,能夠很好的解決非線性、小樣本、高維數(shù)等問題,實現(xiàn)了關(guān)于進給速度、徑向切深、每齒進給量、軸向切深四個輸入?yún)?shù)變化下,加工表面粗糙度的智能化高精度預測,為通過改變切削參數(shù)實現(xiàn)對預測模型進行控制提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。(4)從頻域角度對擺線銑削加工表面進行了功率譜密度表征。將粗糙度評價參數(shù)與功率譜密度表征方法相結(jié)合,不僅可以表述加工表面微觀幾何形狀的平均統(tǒng)計信息,而且能夠有效辨識加工表面的紋理特征及加工特性,定量地描述表面輪廓在空間頻段的分布情況,為系統(tǒng)地分析加工工藝對表面質(zhì)量的影響提供了更全面的信息。
【關(guān)鍵詞】：變半徑擺線加工 切削力 表面粗糙度 表面形貌 功率譜密度
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 課題的背景與研究意義12-14
• 1.2 擺線銑削加工的起源和發(fā)展14-15
• 1.3 表面形貌的研究現(xiàn)狀綜述15-18
• 1.3.1 表面粗糙度預測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.2 表面功率譜密度評價方法的發(fā)展17-18
• 1.4 課題的選題依據(jù)，研究內(nèi)容及章節(jié)安排18-20
• 1.4.1 選題依據(jù)18
• 1.4.2 論文的主要研究內(nèi)容18-19
• 1.4.3 論文組織結(jié)構(gòu)19-20
• 1.5 本章小結(jié)20-21
• 第二章 擺線參數(shù)化模型與加工表面分析21-32
• 2.1 引言21
• 2.2 擺線加工的數(shù)學模型21-23
• 2.2.1 恒半徑擺線加工的數(shù)學模型21-22
• 2.2.2 變半徑擺線加工的數(shù)學模型22-23
• 2.3 傳統(tǒng)銑削加工23-24
• 2.4 實驗平臺搭建24-27
• 2.5 不同加工方式表面對比分析27-30
• 2.6 粗糙度近似表面比較30-31
• 2.7 本章小結(jié)31-32
• 第三章 基于徑向切深的擺線銑削切削力預測32-46
• 3.1 引言32
• 3.2 擺線銑削的徑向切深32-36
• 3.2.1 變半徑擺線加工刀軌徑向切深的確定32-34
• 3.2.2 徑向切深與刀具接觸角的關(guān)系34-36
• 3.3 切削力預測模型36-41
• 3.3.1 刀具進給行程36-37
• 3.3.2 切削力預測37-39
• 3.3.3 切削力修正系數(shù)標定39-41
• 3.4 徑向切深對切削力的影響分析41-44
• 3.4.1 最大徑向切深策略41-43
• 3.4.2 徑向切深切削力實驗分析43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第四章 基于最小二乘支持向量機的表面粗糙度建模46-57
• 4.1 引言46
• 4.2 支持向量機理論46-51
• 4.2.1 支持向量機原理47-50
• 4.2.2 最小二乘支持向量機算法50-51
• 4.3 基于最小二乘支持向量機的表面粗糙度預測模型的建立51-54
• 4.3.1 樣本數(shù)據(jù)預處理51-52
• 4.3.2 核函數(shù)的確定52-53
• 4.3.3 參數(shù)的選擇53-54
• 4.3.4 預測模型建模過程54
• 4.4 預測模型的試驗驗證54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第五章 擺線銑削表面的功率譜密度研究57-68
• 5.1 引言57
• 5.2 功率譜密度的介紹57-60
• 5.2.1 功率譜密度的定義57-58
• 5.2.2 一維功率譜密度算法58-59
• 5.2.3 二維功率譜密度算法59-60
• 5.3 加工表面的功率譜密度表征研究60-62
• 5.3.1 不同加工方法的功率譜密度對比60-61
• 5.3.2 切削力的功率譜密度分析61-62
• 5.4 切削參數(shù)對功率譜密度的影響62-67
• 5.4.1 每齒進給量的影響分析63-64
• 5.4.2 徑向切深的影響分析64-65
• 5.4.3 主軸轉(zhuǎn)速的分析65-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 論文工作總結(jié)68-69
• 6.2 主要創(chuàng)新點69
• 6.3 未來工作展望69-70
• 參考文獻70-74
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果74-75
• 致謝75-76
• 附件76

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本文編號：1052574