本文關(guān)鍵詞：銑削Cr12MoV淬硬鋼的刀具使用壽命研究與銑削參數(shù)優(yōu)化

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【摘要】：本文針對昆山市鴻利精密五金有限公司銑削Cr12Mo V淬硬鋼過程中刀具使用壽命低的問題,通過Φ10非涂層硬質(zhì)合金立銑刀銑削Cr12Mo V淬硬鋼刀具使用壽命的正交試驗(yàn),建立刀具使用壽命的經(jīng)驗(yàn)公式,并根據(jù)刀具使用壽命的經(jīng)驗(yàn)公式,結(jié)合加工時(shí)間和加工成本建立多目標(biāo)優(yōu)化模型,運(yùn)用MATLAB遺傳算法工具箱對銑削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,旨在通過優(yōu)化后的銑削參數(shù)對企業(yè)銑削Cr12Mo V淬硬鋼臺階面提供理論指導(dǎo)。本文的主要內(nèi)容及結(jié)論如下:1.通過正交試驗(yàn)的極差法分析了各銑削參數(shù)對刀具使用壽命的影響程度,得出以下結(jié)論:對刀具使用壽命影響最大的是每齒進(jìn)給量fz,其次是銑削深度ap,然后是銑削速度v,最后是銑削寬度ae;最優(yōu)銑削參數(shù)組合為:v=70m/min,fz=0.002mm/z,ap=0.4mm,ae=6 mm。2.通過正交試驗(yàn)的方差法分析了各銑削參數(shù)對刀具使用壽命影響的顯著性,得出以下結(jié)論:每齒進(jìn)給量fz對刀具使用壽命的影響高度顯著,銑削深度ap對刀具使用壽命的影響顯著,銑削速度v對刀具使用壽命的影響較顯著,銑削寬度ae對刀具使用壽命的影響不顯著;最優(yōu)銑削參數(shù)組合為:v=70m/min,fz=0.002mm/z,ap=0.4mm,ae=6 mm;驗(yàn)證了極差分析得出的結(jié)論是可靠的。3.運(yùn)用多元線性回歸的方法,建立了刀具使用壽命的經(jīng)驗(yàn)公式:0.8696 1.5707 1.8009 0.08190.1254z p eTuf a a----=通過F檢驗(yàn)法得出刀具使用壽命的經(jīng)驗(yàn)公式是高度顯著的;通過刀具使用壽命試驗(yàn)值和經(jīng)驗(yàn)值的比較得出,最大相對誤差為12.08%,最小相對誤差為0.31%,平均相對誤差為3.61%,刀具使用壽命的經(jīng)驗(yàn)公式有較高的預(yù)測精度,可用于刀具使用壽命的預(yù)測。4.采用二維影像測量儀觀察銑刀的主要磨損形態(tài)與破損形式,得出銑刀側(cè)刃的磨損形態(tài)主要是前刀面月牙洼磨損和后刀面磨損;銑刀的破損形式主要是刀尖崩碎。5.以公司實(shí)際加工的Cr12Mo V淬硬鋼臺階面為研究對象,建立了以最短加工時(shí)間、最低加工成本、最大刀具使用壽命為目標(biāo)函數(shù),銑削速度、每齒進(jìn)給量、銑削深度、銑削寬度為約束,組合系數(shù)法選取加權(quán)系數(shù)的多目標(biāo)優(yōu)化模型,運(yùn)用MATLAB遺傳算法工具箱對銑削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果表明:以最短加工時(shí)間和最低加工成本為優(yōu)化目標(biāo)時(shí),加工時(shí)間的縮短、加工成本的降低是以刀具使用壽命的降低為代價(jià)的;以最大刀具使用壽命為優(yōu)化目標(biāo)對企業(yè)來說經(jīng)濟(jì)意義不大;以綜合目標(biāo)優(yōu)化時(shí),在刀具使用壽命提高將近一倍的同時(shí),加工時(shí)間縮短了1.10%,加工成本降低了6.98%,表明綜合目標(biāo)優(yōu)化后的銑削參數(shù)在解決企業(yè)實(shí)際問題的同時(shí),還能縮短加工時(shí)間、降低加工成本;最優(yōu)銑削參數(shù)組合為:v=99.910m/min,fz=0.002mm/z,ap=0.400mm,ae=6.018mm。
【關(guān)鍵詞】：Cr12MoV 硬質(zhì)合金立銑刀 刀具使用壽命 銑削參數(shù)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題研究的背景和意義11-12
• 1.1.1 課題來源11
• 1.1.2 課題的背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 刀具使用壽命的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 刀具磨損形態(tài)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 銑削參數(shù)優(yōu)化的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 課題研究目的和內(nèi)容18-19
• 第二章 試驗(yàn)基本理論、試驗(yàn)內(nèi)容與方法19-24
• 2.1 Cr12MoV淬硬鋼銑削試驗(yàn)基本理論與試驗(yàn)?zāi)康�、�?nèi)容19-21
• 2.1.1 銑削要素19
• 2.1.2 銑削方式的選擇19-20
• 2.1.3 銑削試驗(yàn)?zāi)康呐c內(nèi)容20-21
• 2.2 試驗(yàn)條件21-23
• 2.2.1 試驗(yàn)用機(jī)床21
• 2.2.2 試驗(yàn)用材料21-22
• 2.2.3 試驗(yàn)用刀具22
• 2.2.4 試驗(yàn)銑削方式22-23
• 2.2.5 試驗(yàn)用切削液23
• 2.2.6 試驗(yàn)銑削示意圖23
• 2.2.7 刀具磨損測量系統(tǒng)23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 銑削Cr12MoV淬硬鋼的刀具使用壽命研究24-42
• 3.1 刀具磨損基本理論24-26
• 3.1.1 刀具磨損形態(tài)24
• 3.1.2 刀具磨損機(jī)理24-25
• 3.1.3 刀具破損形式25
• 3.1.4 刀具磨損過程25-26
• 3.1.5 刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)26
• 3.1.6 刀具使用壽命26
• 3.2 刀具使用壽命試驗(yàn)26-40
• 3.2.1 刀具使用壽命試驗(yàn)方案26-29
• 3.2.2 刀具使用壽命試驗(yàn)結(jié)果29
• 3.2.3 刀具使用壽命試驗(yàn)結(jié)果分析29-36
• 3.2.4 刀具使用壽命經(jīng)驗(yàn)公式的建立36-38
• 3.2.5 刀具磨損形態(tài)與破損形式分析38-40
• 3.3 本章小結(jié)40-42
• 第四章 銑削參數(shù)優(yōu)化42-64
• 4.1 最優(yōu)化方法基本理論42-45
• 4.1.1 最優(yōu)化方法的設(shè)計(jì)步驟42
• 4.1.2 最優(yōu)化問題的標(biāo)準(zhǔn)形式42-43
• 4.1.3 多目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法43-45
• 4.2 遺傳算法基本理論45-49
• 4.2.1 遺傳算法簡介45
• 4.2.2 遺傳算法的特點(diǎn)45-46
• 4.2.3 遺傳算法的基本流程圖46
• 4.2.4 遺傳算法實(shí)現(xiàn)的主要因素46-48
• 4.2.5 遺傳算法工具箱簡介48-49
• 4.3 銑削參數(shù)優(yōu)化模型的建立49-54
• 4.3.1 優(yōu)化變量49
• 4.3.2 優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)49-51
• 4.3.3 優(yōu)化約束條件51-54
• 4.4 優(yōu)化實(shí)例54-63
• 4.4.1 最短加工時(shí)間56-57
• 4.4.2 最小加工成本57-59
• 4.4.3 最大刀具使用壽命59-60
• 4.4.4 多目標(biāo)優(yōu)化60-62
• 4.4.5 優(yōu)化結(jié)果分析62-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第五章 結(jié)論與展望64-66
• 5.1 結(jié)論64-65
• 5.2 展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 附錄71-72
• 附錄1最短加工時(shí)間的M文件71
• 附錄2最小加工成本的M文件71
• 附錄3最大刀具使用壽命的M文件71
• 附錄4多目標(biāo)優(yōu)化的M文件71-72
• 攻讀學(xué)位期間本人出版或公開發(fā)表的論著、論文72-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況72
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加科研項(xiàng)目情況72-73
• 致謝73-74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：625887