本文關(guān)鍵詞：薄壁件銑削加工變形機(jī)理與預(yù)測(cè)技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 薄壁件 銑削力 遺傳算法 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 加工變形 有限元分析

【摘要】：機(jī)電產(chǎn)品中很多產(chǎn)品的關(guān)鍵零件都是薄壁件。目前,由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、協(xié)調(diào)精度要求高、厚度多變以及壁薄等特點(diǎn),薄壁件的加工多采用數(shù)控銑床。薄壁件在銑削加工過(guò)程中,由于其壁薄、剛度弱,因此在大切削力、裝夾力、初始?xì)堄鄳?yīng)力等因素作用下極易發(fā)生變形,從而影響了零件的加工精度和表面質(zhì)量,嚴(yán)重時(shí)甚至造成零件的報(bào)廢,嚴(yán)重阻礙了制造業(yè)尤其是航空制造業(yè)的發(fā)展。因此,研究薄壁件銑削加工過(guò)程中銑削力對(duì)工件變形的影響對(duì)于控制其變形具有重要意義。本文的主要工作是在了解國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上,對(duì)薄壁件銑削加工機(jī)理進(jìn)行了深入研究；建立了薄壁零件銑削過(guò)程中銑削力預(yù)測(cè)模型并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證；針對(duì)矩形薄壁件,在ABAQUS中建立了銑削加工有限元模型,通過(guò)該有限元模型對(duì)矩形薄壁件變形規(guī)律進(jìn)行了分析；在已建立的有限元模型基礎(chǔ)上,進(jìn)一步深入研究銑削參數(shù)(進(jìn)給速度、銑削深度、銑削寬度)對(duì)矩形薄壁件加工變形的影響趨勢(shì),最終通過(guò)了試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。具體工作內(nèi)容主要如下：1、針對(duì)薄壁件切削加工機(jī)理進(jìn)行分析。首先對(duì)切削加工過(guò)程中切削力的產(chǎn)生進(jìn)行分析,并對(duì)切削力的影響因素進(jìn)行了總結(jié)；其次,討分析了薄壁件側(cè)銑加工過(guò)程中產(chǎn)生變形的原因,并對(duì)產(chǎn)生變形的因素進(jìn)行了總結(jié)；2、銑削力預(yù)測(cè)模型的建立。在銑削加工過(guò)程中,切削力與切削熱的產(chǎn)生是一個(gè)極為重要的物理現(xiàn)象。其對(duì)刀具磨損、切削功率、表面加工質(zhì)量以及工藝系統(tǒng)變形等都有著極其重要的影響,同時(shí)與生產(chǎn)成本的高低也密切相關(guān)。但在實(shí)際加工過(guò)程中,大部分切削加工過(guò)程都會(huì)采用切削液進(jìn)行冷卻降溫,因此本文忽略切削熱對(duì)薄壁件加工變形的影響,即不考慮切削熱的有限元建模,僅針對(duì)另一重要因素——切削力建立預(yù)測(cè)模型。為了提高預(yù)測(cè)模型的精度,本文采用需要?dú)v史數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,建立針對(duì)薄壁件銑削加工過(guò)程中產(chǎn)生的銑削力的預(yù)測(cè)模型,為了提高銑削力模型預(yù)測(cè)精度,采用遺傳算法對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行優(yōu)化,最終通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證；3、薄壁件加工變形有限元仿真分析。通過(guò)對(duì)材料的本構(gòu)方程以及網(wǎng)格劃分等關(guān)鍵技術(shù)的學(xué)習(xí)與分析,建立薄壁件加工變形的有限元模型,并進(jìn)行模擬仿真,獲得工件變形預(yù)測(cè)值,針對(duì)工件上不同位置的變形規(guī)律進(jìn)行分析；4、在建立的有限元預(yù)測(cè)模型的基礎(chǔ)上,針對(duì)不同銑削參數(shù)(銑削深度、銑削寬度、進(jìn)給速度)情況下的工件加工變形進(jìn)行仿真分析,獲得各個(gè)銑削參數(shù)對(duì)側(cè)銑加工變形的影響程度,從而為薄壁件在實(shí)際加工過(guò)程中銑削參數(shù)的選擇與優(yōu)化提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：薄壁件 銑削力 遺傳算法 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 加工變形 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG54
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 論文選題來(lái)源8
• 1.2 論文研究的必要性和意義8-10
• 1.3 相關(guān)技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-15
• 1.3.1 銑削力建模技術(shù)研究10-11
• 1.3.2 薄壁件銑削加工變形預(yù)測(cè)與控制技術(shù)研究11-14
• 1.3.3 銑削加工變形分析與有限元仿真研究14-15
• 1.4 論文的章節(jié)安排15-16
• 第二章 薄壁件銑削加工過(guò)程機(jī)理分析16-21
• 2.1 引言16
• 2.2 切削運(yùn)動(dòng)16-17
• 2.3 薄壁件銑削過(guò)程的銑削力17-19
• 2.3.1 金屬切削變形過(guò)程17
• 2.3.2 切削力17-18
• 2.3.3 影響銑削力的因素18-19
• 2.4 薄壁件銑削過(guò)程的變形19-20
• 2.4.1 薄壁件側(cè)壁讓刀變形分析19-20
• 2.4.2 影響薄壁件切削加工變形產(chǎn)生的因素20
• 2.5 本章小結(jié)20-21
• 第三章 薄壁件數(shù)控銑削力預(yù)測(cè)模型的建立與試驗(yàn)驗(yàn)證21-40
• 3.1 引言21
• 3.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型21-26
• 3.2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析21-24
• 3.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型設(shè)計(jì)24-26
• 3.3 遺傳算法優(yōu)化的BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型26-29
• 3.3.1 遺傳算法27
• 3.3.2 遺傳算法優(yōu)化的BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的建立27-29
• 3.4 銑削力試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果29-36
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)條件29-30
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)方案30-31
• 3.4.3 實(shí)驗(yàn)步驟31
• 3.4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果31-33
• 3.4.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理33-36
• 3.5 仿真結(jié)果及分析36-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第四章 薄壁件銑削加工變形有限元仿真分析40-48
• 4.1 引言40
• 4.2 有限元法的基本原理40-41
• 4.3 有限元軟件ABAQUS簡(jiǎn)介41-42
• 4.4 薄壁件加工變形有限元模型建立42-44
• 4.4.1 幾何模型的建立42-43
• 4.4.2 材料本構(gòu)模型43
• 4.4.3 網(wǎng)格劃分技術(shù)43-44
• 4.4.4 邊界條件及銑削力的加載44
• 4.5 仿真模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析44-47
• 4.5.1 工件坐標(biāo)系設(shè)定45
• 4.5.2 工件變形及其試驗(yàn)驗(yàn)證45-47
• 4.6 本章小結(jié)47-48
• 第五章 切削參數(shù)對(duì)矩形薄壁板銑削加工變形規(guī)律的影響48-57
• 5.1 引言48
• 5.2 主切削參數(shù)對(duì)加工變形的影響48-52
• 5.2.1 進(jìn)給速度對(duì)加工變形的影響48-49
• 5.2.2 銑削深度對(duì)加工變形的影響49-51
• 5.2.3 銑削寬度對(duì)加工變形的影響51-52
• 5.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證52-56
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)方案52-53
• 5.3.2 切削參數(shù)對(duì)加工變形影響驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果分析53-56
• 5.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 第六章 總結(jié)與展望57-59
• 6.1 結(jié)論57
• 6.2 展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 作者簡(jiǎn)介64
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果64-65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：903315