收藏本站
《吉林大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

自由曲面高速铣削工艺规划与自主决策技术

张忠松  
【摘要】:高速加工技术经过几十年发展,以其独有的技术特点,广泛应用于各个领域。目前,高速加工设备越来越受到企业青睐,在某些行业的产品生产中具有不可替代作用,如模具制造、航空航天产品制造等。实际生产加工中,工件的自由曲面越来越多,对表面质量和加工效率要求越来越高。高速加工技术的使用经验较少;工艺理论研究相对不足;高速加工工艺的智能决策技术水平还不高;工艺的制定多依赖于实际生产经验的积累,效率较低,受生产地点限制。为解决以上问题,最大限度的发挥高速加工的优势,对自由曲面高速加工的工艺规划和自主决策技术进行深入研究已经势在必行。 高速加工切削参数的研究是高速加工工艺自主决策的前提条件,也是高速加工工艺参数自主决策的判断基础和依据,决策理论和方法是自主决策的必备条件。本文在对国内外自由曲面高速加工的工艺技术和自主决策技术的研究现状与发展趋势进行分析的基础上,以自由曲面的高速铣削工艺为核心,以实现工件材料高速铣削的工艺自主决策为目标,进行了深入研究。主要研究内容、采用方法和结论如下: (1)在典型工件材料高速切削试验基础上,对高速铣削的切削参数及其交互影响项与表面粗糙度间的关系进行了研究。针对试验室试验、随机数据和生产数据的数据特点,采用了不同的试验和数据处理办法,并进行了对比分析。利用试验数据,对相关切削参数进行了回归分析,获得相应公式;深入讨论了各工艺参数对表面粗糙度的影响,并对切削参数间的交互作用对表面粗糙度的影响进行了分析。 研究了球头铣刀高速铣削倾角变化对表面质量的影响规律。分析表明,在试验参数范围内,铣刀倾角对表面粗糙度的影响最显著,影响规律为:当倾角由0度开始到25度变大,表面粗糙度由急剧变坏到急剧变好;讨论分析了最差切削倾角的形成原因,并进行了确定。 (2)对切削参数进行了规划,讨论了曲面加工中的相关约束条件。对轴负载力和轴加速度与进给速度的关系进行了分析;对轴约束下的高速加工S曲线进给进行了速度规划;根据环形铣刀的可铣充分条件,推导了球头铣刀可铣充分条件;本文用等价圆弧拟合工件表面曲线,并推导得到球头铣刀三轴铣削自由曲面的径向进给公式,对于曲率变化大的的情况,如一些拐角,根据待加工曲面上曲线与球头铣刀刀心间的几何关系,用等距线的矢量方程来描述其生成的轨迹,提出了精确的径向进给确定方法。 (3)对高速加工中刀具的寿命进行了估计。根据相对Miner理论,在已知其他刀具寿命,且与当前刀具相似、负载相似的基础上,对当前刀具寿命进行了确定。在当前高速切削刀具寿命数据较少的情况下,可以避免加工中途换刀,提高刀具使用效率,减少刀具寿命试验,具有很强实用性;针对相对Miner理论使用的前提条件,本文根据刀具材料自身属性和刀具的形状特点,对刀具间的相似性进行判定;利用粗糙集理论中的容差关系,对缺失数据进行补足或舍弃,可以尽量的减少有限的刀具属性数据缺失带来的不利影响。 提出了一种工件材料连续属性离散方法。针对数据处理中工件材料的连续属性需要离散化处理问题,本文对影响灰色绝对关联度的数据离散区间进行了分析,结合灰熵定义,对连续数据区间的均衡度进行了确定。在此基础上,提出了一种多阶段的基于灰色绝对关联度和灰熵的动态离散方法,可以在不破坏数据间分类能力基础上,对连续属性进行离散;结合灰色绝对关联度的关于空缺值的定理,以及粗糙集的属性约简办法,对不完备信息的工件材料属性进行了约简,并获得唯一的属性相对约简组合。 (4)对高速加工工艺参数的自主决策方法进行了研究,提出了三种适用于自由曲面高速精加工工艺自主决策的方法。对于几个给定的工艺方案优选情况,采用了改进的层次分析法进行决策判断,并根据高速铣削中生产规律,重新给出确定权重的方法,提高了使用精度;对于已知切削参数与表面粗擦度的回归关系的情况,应用数学规划的方法进行了切削参数优化;对于切削参数未知的给定材料切削,本文考虑了切削环境的影响,首先以最近邻算法,对以材料可切削性和以刀具规格为代表的切削环境进行相似度计算,并获得相似范例,进而采用最小二乘支持向量机算法,进行范例推理的工艺自主决策。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG54

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李迎;吴卉;庞迎春;;高速切削工艺的评价与决策模型研究[J];电子机械工程;2008年02期
2 李迎;;高速切削工艺参数优化模型研究及发展趋势[J];电子机械工程;2010年01期
3 杨晓华,姚卫星,段成美;确定性疲劳累积损伤理论进展[J];中国工程科学;2003年04期
4 吴卫国;王贵成;沈春根;;球头铣刀高速铣削淬硬Cr12模具钢的研究[J];工具技术;2009年10期
5 曹清园;赵军;李月恩;韩式国;;高速铣削P20模具钢复杂曲面粗糙度试验研究[J];工具技术;2009年12期
6 李伟;;高速加工技术在现代模具制造中的应用[J];装备制造技术;2010年03期
7 刁军臣;崔玉祥;刘国新;李振加;孙凤莲;陈波;;硬质合金刀具的粘结破损机理[J];哈尔滨科学技术大学学报;1993年03期
8 王建华;王妮;;UG在高速加工数控编程中的应用[J];航天制造技术;2006年05期
9 杨德武,彭芳瑜,周云飞;基于主曲率匹配的五坐标刀位轨迹优化[J];华中科技大学学报;2001年12期
10 朱钒,易孟林,马力,杜经民;液压元件可靠性寿命指标的灰色预测方法[J];华中理工大学学报;1996年12期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 唐委校;高速切削稳定性及其动态优化研究[D];山东大学;2005年
2 王素玉;高速铣削加工表面质量的研究[D];山东大学;2006年
3 陈建岭;钛合金高速铣削加工机理及铣削参数优化研究[D];山东大学;2009年
4 宋清华;高速铣削稳定性及加工精度研究[D];山东大学;2009年
5 汪振华;防锈铝合金弱刚度复杂构件高速铣削工艺研究[D];南京理工大学;2009年
6 王桂莲;微小研抛机器人加工大型曲面工艺规划技术[D];吉林大学;2010年
7 张小明;五轴数控铣削加工几何—动力学建模与工艺参数优化[D];上海交通大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 吴卉;基于生产数据的高速铣削综合评价模型的研究[D];南京理工大学;2006年
2 王玉;模具高速铣削的工艺参数研究[D];吉林大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 葛正浩,徐锋,李思益;Top-Down方法在成型模具设计中的应用[J];工程塑料应用;2003年05期
2 李岗,熊猛;浅析灰色系统的发展及其展望[J];四川建筑科学研究;2004年01期
3 徐波;林伟;蒋忠席;张卫芳;;基于灰色马尔可夫模型的机场道面使用性能预测[J];四川建筑科学研究;2010年01期
4 赵彦辉;张乐文;邱道宏;仲晓杰;;基于粗糙集理论的隧道围岩模糊综合评判[J];四川建筑科学研究;2011年02期
5 叶勇;郭子雄;;GFRP筋—混凝土粘结性能影响参数的灰色关联分析[J];四川建筑科学研究;2011年06期
6 吕俊;任雪萍;;一种基于粗糙集理论的变压器故障多变量决策树诊断方法[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2011年01期
7 姜香梅;;淬硬模具钢的高速铣削加工[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年01期
8 周玉华;李景杰;;不完备决策表的一种属性约简方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
9 田丽;张玉成;陈俊;王军;;基于灰色理论的ANFIS在经济预测中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年02期
10 吴艳蕾;;基于灰理论的居民生活电力消费预测研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何庆;桂贵生;仓公林;;HSM机床选配性分析[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 张冲;汪方宝;;高效数控加工技术应用研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 尹宗成;;粗糙集理论在我国粮食产量预测中的应用[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
4 危前进;董荣胜;孟瑜;崔更申;;基于粗糙集的机械装配知识发现方法[A];广西计算机学会25周年纪念会暨2011年学术年会论文集[C];2011年
5 许凌云;;高速切削加工技术及应用[A];“绿色制造 质量管理”——海南省机械工程学会、海南省机械工业质量管理协会2011年会论文集[C];2011年
6 宋海鹰;桂卫华;阳春华;;基于核偏最小二乘的简约最小二乘支持向量机及其应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 宋海鹰;桂卫华;阳春华;;基于最小二乘支持向量机的Hammerstein-Wiener模型辨识[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 ;Inverse System Control of Nonlinear Systems Using LS-SVM[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 ;A Novel Proximal Support Vector Machine and Its Application in Radar Target Recognition[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 ;A CDMA Signal Receiver Based on LS-SVM[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵莹;半监督支持向量机学习算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 于翔;基于网格的数据流聚类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 姜延吉;多传感器数据融合关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 李书艳;单点氨基酸多态性与疾病相关关系的预测及其机制研究[D];兰州大学;2010年
5 杨锦园;基于传感器管理的移动机器人融合算法研究[D];华中科技大学;2010年
6 刘艳萍;焊接桥梁钢疲劳裂纹扩展行为研究[D];华中科技大学;2010年
7 张明;电能质量扰动相关问题研究[D];华中科技大学;2010年
8 刘宏;镇江市水环境安全评价及风险控制研究[D];江苏大学;2010年
9 杨广雪;高速列车车轴旋转弯曲作用下微动疲劳损伤研究[D];北京交通大学;2011年
10 许伟;基于进化算法的复杂化工过程智能建模方法及其应用[D];华东理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜金龙;土地利用变化及其对生态系统服务价值影响研究[D];华中农业大学;2010年
2 曾传华;基于颜色和纹理特征的竹条分级方法研究[D];华中农业大学;2010年
3 柯烈强;航空框类结构件铣削加工残余应力抑制策略研究[D];安徽工程大学;2010年
4 田富超;寺河矿西井区3号煤层瓦斯突出预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
5 蒋建军;二维超声无磨料抛光工艺参数优选试验研究[D];河南理工大学;2010年
6 李新蕾;金属磁记忆检测机理的试验研究与有限元仿真[D];南昌航空大学;2010年
7 田文娟;基于支持向量机的人民币序列号识别方法的研究[D];山东科技大学;2010年
8 孟培培;基于3S的土地督察信息系统研究[D];山东科技大学;2010年
9 王公旺;高压带电作业机器人运动控制系统的研究与实现[D];山东科技大学;2010年
10 李海清;支持向量机在金融市场预测中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王立涛,许玲萍,张海涛,王仲珏;铣削加工残余应力研究的基本理论和方法[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年02期
2 张雷,李迎;高速铣削的非线性建模[J];兵工自动化;2002年06期
3 王西彬,杨广勇;超高速干铣削灰铸铁的研究[J];兵工学报;1999年03期
4 秦旭达;赵剑波;张剑刚;刘焕领;Tom O Muller;;基于回归法的钛合金(Ti-6Al-4V)插铣铣削力建模分析[J];北京工业大学学报;2006年08期
5 张以都;张洪伟;;航空整体结构件加工变形有限元数值仿真[J];北京航空航天大学学报;2009年02期
6 程光耀,孙厚芳,雷贺功,慈建平;CAPP多工艺设计方案的模糊综合评价[J];北京理工大学学报;2004年03期
7 张发平,孙厚芳,袁光明,陈光明;工-夹系统刚度计算及变形加工误差模型[J];北京理工大学学报;2004年12期
8 唐东红;孙厚芳;焦黎;钱钰博;;端铣加工工件变形仿真预测方法研究[J];北京理工大学学报;2008年08期
9 刘菊东,王贵成,陈康敏,贾志宏;45钢磨削硬化的试验研究[J];材料科学与工艺;2005年03期
10 刘佳,魏彩乔,王西彬;粗糙集综合评价法在绿色制造评价中的应用研究[J];重庆环境科学;2003年12期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王立涛;关于航空框类结构件铣削加工残余应力和变形机理的研究[D];浙江大学;2003年
2 张智海;铣削工艺系统瞬态力学模型和非线性动力学特性的研究[D];清华大学;2001年
3 曹华军;面向绿色制造的工艺规划技术研究[D];重庆大学;2004年
4 董辉跃;航空整体结构件加工过程的数值仿真[D];浙江大学;2004年
5 王秋成;航空铝合金残余应力消除及评估技术研究[D];浙江大学;2003年
6 张臣;数控铣削加工物理仿真关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
7 王素玉;高速铣削加工表面质量的研究[D];山东大学;2006年
8 成群林;航空整体结构件切削加工过程的数值模拟与实验研究[D];浙江大学;2006年
9 付秀丽;高速切削航空铝合金变形理论及加工表面形成特征研究[D];山东大学;2007年
10 胡创国;薄壁件精密切削变形控制与误差补偿技术研究[D];西北工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 张弘;绿色工艺方案决策的模糊综合评判方法研究[D];西安科技学院;2001年
2 宋崎;工艺数字化系统中多工艺方案的评价[D];大连铁道学院;2003年
3 江志刚;绿色制造工艺要素规划及其评价技术应用研究[D];武汉科技大学;2004年
4 鲁卓;复杂曲面数控自动编程系统[D];沈阳工业大学;2005年
5 管磊;数字化制造环境下工艺质量分析与评价技术研究[D];南京理工大学;2005年
6 吴卉;基于生产数据的高速铣削综合评价模型的研究[D];南京理工大学;2006年
7 刘胤;弱刚度结构件的高速铣削及变形控制技术研究[D];南京理工大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈民;高速加工的应用与前景[J];制造技术与机床;2003年03期
2 黄登红;高速铣削及其加工策略探讨[J];长沙航空职业技术学院学报;2003年04期
3 马金河;王芊;;高速切削工艺的实践经验研究[J];机电产品开发与创新;2007年03期
4 ;EDM和高速铣联袂出击[J];现代制造;2008年08期
5 Herbert Schulz ,李景才;未来的高速加工工艺[J];世界制造技术与装备市场;1995年03期
6 孙全平,廖文和;自识别加工残区的高速铣削刀轨生成算法研究[J];南京航空航天大学学报;2004年01期
7 王华侨,王德跃;模具高速铣削加工技术及其数控编程实例应用[J];CAD/CAM与制造业信息化;2005年04期
8 孙全平,廖文和,盛亮;复杂多曲面高速铣3轴精加工刀轨优化算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年03期
9 王华侨;模具高速铣削加工技术及其数控编程实例应用[J];模具制造;2005年03期
10 贺战涛;高速铣削时生成刀具轨迹的优化设置[J];工具技术;2002年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 解希娟;;高速铣削机器人在模具制造中的应用[A];第十五届全国汽车检测技术年会论文集[C];2011年
2 秦哲;王成勇;周莉;胡映宁;林一松;;模具制造中的高速铣削技术[A];全国生产工程第九届年会暨第四届青年科技工作者学术会议论文集(二)[C];2004年
3 肖军民;;3Cr2Mo模具钢高速铣削力数学模型的研究[A];首届珠中江科协论坛论文集[C];2011年
4 高会文;万宝文;;高速铣工艺在薄板零件加工中的应用[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
5 雷宇;王顺江;卜堃;范有光;;高速主轴中刀具的夹紧[A];第四届十三省区市机械工程学会科技论坛暨2008海南机械科技论坛论文集[C];2008年
6 张帅;徐九华;葛英飞;傅玉灿;边卫亮;;SiC_p/Al复合材料高速铣削耐用度及工艺优化研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
7 杨斌;徐九华;傅玉灿;耿国盛;苏林林;;钴基高温合金的高速铣削试验研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
8 姜金三;;高速加工在飞机制造中的应用[A];全国生产工程第九届年会暨第四届青年科技工作者学术会议论文集(二)[C];2004年
9 梁正杰;范清华;;基于航空零件的高速加工工艺方法研究[A];第二届民用飞机制造技术及装备高层论坛资料汇编(论文集)[C];2010年
10 孙智慧;肖乃宽;;高速加工之我见[A];陕西省机械工程学会九届二次理事扩大会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王平;创新科技填补国内空白 技术应用引领先进时代[N];大众科技报;2009年
2 刘献礼;PCBN刀具在中国市场的应用现状与思考[N];机电商报;2005年
3 本报记者 徐俊霞;GF阿奇夏米尔 No.1公司在中国多元市场的新策略[N];机电商报;2008年
4 记者 谭华健;戴上眼镜便可随时随地欣赏电影[N];中山日报;2009年
5 金陵;哈理工高效刀具系列研发获进展[N];中国工业报;2008年
6 胡晓群 刘艳 李冬梅;数字化技术与设备推动加工技术发展[N];中国航空报;2005年
7 本报记者 兰海侠;电加工机床前景看好 国内电加工行业呼唤产业升级[N];机电商报;2008年
8 本报记者 臧亚伟;冷风切削或将成为制造业新方向[N];机电商报;2006年
9 通讯员 沈峰;成飞集成科技股份有限公司成功路演[N];中国航空报;2007年
10 本报记者 柳建国;创新,并快乐着[N];江苏科技报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张忠松;自由曲面高速铣削工艺规划与自主决策技术[D];吉林大学;2011年
2 刘鹏;超硬刀具高速铣削钛合金的基础研究[D];南京航空航天大学;2011年
3 汪振华;防锈铝合金弱刚度复杂构件高速铣削工艺研究[D];南京理工大学;2009年
4 吴仍茂;自由曲面照明设计方法的研究[D];浙江大学;2013年
5 王恺;大功率LED封装与应用的自由曲面光学研究[D];华中科技大学;2011年
6 李欣;自由曲面结构的形态学研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 侯佳;基于畸变校正的成像自由曲面光学设计[D];浙江大学;2013年
8 沈春根;高速加工工具系统的动力学特性及应用基础研究[D];江苏大学;2011年
9 王尚;基于LED阵列的自由曲面光学系统与控制系统研究[D];华中科技大学;2012年
10 李安海;基于钛合金高速铣削刀具失效演变的硬质合金涂层刀具设计与制造[D];山东大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 方文勇;高速数控加工表面形貌仿真研究[D];山东大学;2007年
2 徐熙庆;高速铣削稳定性预测及软件开发[D];山东大学;2010年
3 王乐;发动机缸盖高速铣削工艺参数优化[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 高生祥;基于高速铣削的ABS铝合金液压阀体加工研究[D];浙江工业大学;2012年
5 聂兵;蜂窝材料高速铣削过程分析与数值模拟[D];大连理工大学;2013年
6 罗汉兵;钛合金高速铣削刀具失效及加工表面质量实验研究[D];山东大学;2011年
7 陆洁;球头铣刀高速铣削淬硬钢切削力建模与实验研究[D];湖南科技大学;2010年
8 毛文亮;薄壁零件高速铣削振动与变形研究[D];兰州理工大学;2011年
9 王园伟;Inconel 718高速铣削工艺参数优化[D];山东大学;2011年
10 苏彬;6005A铝合金车体结构件高速铣削仿真及参数优化[D];大连交通大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026