收藏本站
《重庆大学》 2016年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

变速箱齿轮自动生产线的刀具更换决策方法研究

徐卫刚  
【摘要】:刀具磨损是齿轮加工中普遍存在的客观现象,磨损引发的刀具性能退化是影响齿轮质量的主要因素。但是,频繁的刀具更换不仅会增加刀具成本,还会造成大量生产中断,影响制齿机床的生产效率。在变速箱齿轮自动生产线中,频繁的刀具更换还可能造成整条生产线运行中断。因此,需要对变速箱齿轮自动生产线刀具更换进行合理控制。本文结合国家科技重大专项“轿车变速箱齿轮加工自动生产线”课题,以变速箱齿轮自动生产线为研究对象,将工件加工质量、切削能耗以及刀具失效作为影响刀具更换决策的主要因素,对生产线机床刀具更换决策问题进行研究,旨在提出能够降低生产成本、提高生产效率和生产过程能量效率的刀具更换决策方法。首先,分析专项所研制变速箱齿轮自动生产线的生产特点及工艺流程;分析生产线机床刀具磨损对齿轮生产过程质量失效概率、单位工件切削能耗以及生产过程连续性的影响;提出变速箱齿轮自动生产线刀具更换决策问题,并建立变速箱齿轮加工自动生产线刀具更换决策研究框架,分析刀具更换决策研究的决策目标、影响因素、建模技术等。其次,以单位工件长程平均成本为优化目标对变速箱齿轮自动生产线机床周期性刀具更换决策问题进行研究。分析影响刀具更换决策的成本因素,基于Logistic方程建立齿轮生产过程的质量失效概率模型,进而对刀具磨损引起的齿轮加工过程质量损失进行估计;以刀具更换周期为决策变量,以单位工件长程平均成本最小为目标,基于更新报酬定理建立周期性刀具更换决策模型,研究模型的求解方法并对最优解的特性进行分析。再次,以生产率和能量效率为优化目标对变速箱齿轮自动生产线机床周期性刀具更换决策问题进行研究。用离散时间、离散状态的马尔可夫链描述刀具磨损过程,进而分别建立长程平均生产率模型和长程平均能量效率模型;在此基础上以刀具更换周期为决策变量,以生产率和能量效率为优化目标建立双目标优化的周期性刀具更换决策模型;利用马尔可夫链的长游程性验证模型的准确性,分析长程平均生产率和长程平均能量效率随刀具更换周期的变化特性。然后,基于部分可观察马尔可夫决策过程(Partially Observable Markov Decision Process,POMDP)理论对变速箱齿轮自动生产线机床动态刀具更换决策问题进行研究。依据POMDP基本框架以及刀具磨损对质量失效概率和切削能耗的影响规律,建立刀具更换决策的观察与刀具磨损过程马尔可夫链状态之间的关联;确定刀具更换决策行动集合,分析观察、行动与能量效率之间的联系,建立关于决策阶段能量效率的即时报酬函数;以有限阶段期望总报酬最大为目标建立动态刀具更换决策模型,分析最优刀具更换策略的特性及模型参数变化对其产生的影响。最后,结合重庆蓝黛动力传动机械股份有限公司变速箱齿轮自动生产线机床刀具更换问题,对所提出的周期性刀具更换决策方法的应用情况进行分析,结果表明所提方法能够实现生产性能的改善。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG61

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨平;浅谈刀具磨损与刀具的使用寿命[J];重庆职业技术学院学报;2005年04期
2 李国富;;刀具材料的合理选择[J];科技资讯;2006年16期
3 单清亮;;论未来刀具材料的发展方向[J];黑龙江科技信息;2008年23期
4 ;刀具材料发展简史[J];超硬材料工程;2009年01期
5 ;扩、铰联合刀具[J];机床与工具;1956年18期
6 朱世和,高东;刀具配置的逐层优化方法研究[J];中国机械工程;1995年S1期
7 朱世和,高东;实现刀具优化配置的方法研究[J];组合机床与自动化加工技术;1995年04期
8 赵秋荣;不同刀具材料的基本性能与评价[J];华北工学院学报;1995年01期
9 袁人炜,陈明;高速切削加工中刀具材料的选用[J];机械工程师;2000年02期
10 白保良;钛合金的车削刀具[J];钛工业进展;2000年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 梁道宇;李炳新;;中国刀具历史发展简论[A];九省二区第三届泛珠三角先进制造论坛论文集[C];2006年
2 李友生;邓建新;石磊;;加工钛合金刀具材料的抗氧化性能研究[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
3 张庆;;刀具材料的应用和发展[A];第十五届华东地区热处理年会暨华东地区热处理年会三十周年纪念活动论文摘要集[C];2006年
4 闫利平;;浅析刀具磨损[A];第十五届全国汽车检测技术年会论文集[C];2011年
5 刘战强;王遵彤;万熠;艾兴;;基于实例推理的刀具材料选择系统的研究[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
6 邓建新;曹同坤;艾兴;;自润滑刀具的设计及其减摩机理研究[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年
7 张晓饶;梁鑫;;提高油田井下钻铣刀具效率及寿命的研究[A];2010全国机械装备先进制造技术(广州)高峰论坛论文汇编[C];2010年
8 黄传真;徐立强;王随莲;刘增文;;金属陶瓷刀具材料晶粒生长模型[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年
9 戚正风;任瑞铭;;国内外刀具材料发展现状[A];第九次全国热处理大会论文集(一)[C];2007年
10 韩建华;宦鸿信;刘植群;;刀具镀膜的进展与对策[A];上海市真空学会成立20周年暨第九届学术年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘峰;国产刀具要在高和专上下功夫[N];消费日报;2006年
2 本报记者 杨明;龙头企业丧失话语权 刀具行业谁主沉浮?[N];中国工业报;2005年
3 ;高效刀具:现代制造的另一个话语权[N];机电商报;2005年
4 本报记者 杨红英;面对金融危机 国产刀具行业应看到机遇[N];中国工业报;2008年
5 本报记者 贺延芳;“洋刀”抢滩,刀具大国如何锻造中国“宝刀”?[N];中国知识产权报;2012年
6 刘战强 作者系山东大学机械工程学院教授、博导;我们需要什么样的刀具人才[N];机电商报;2005年
7 林朝平;应大力推广绿色刀具[N];中国工业报;2003年
8 张丽娜;洋刀霍霍中国刀企还要磨刀几回?[N];消费日报;2006年
9 炳桢;加快刀具关键技术的开发应用[N];中国工业报;2003年
10 太原东山煤矿有限责任公司 王志荣;自润滑刀具材料研究[N];山西科技报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘欣;表面微织构WC-10Ni_3Al刀具切削Ti6Al4V的磨损特性研究[D];华南理工大学;2015年
2 郭宏;面向制造的刀具资源数据服务研究[D];北京理工大学;2015年
3 马利平;微细刀具脉冲磁场强化处理方法及机理研究[D];北京理工大学;2015年
4 杨海东;高性能材料刀具及其切削性能研究[D];合肥工业大学;2015年
5 苏永生;表面织构刀具切削钛合金的基础研究[D];南京航空航天大学;2015年
6 兀伟;纳米刃口刀具制备及切削机理的研究[D];天津大学;2014年
7 范梦超;非圆球头整体铣刀刃形设计制造及其刀具路径生成算法[D];哈尔滨理工大学;2016年
8 丁志;粉末冶金材料高速切削加工性能研究[D];合肥工业大学;2016年
9 徐卫刚;变速箱齿轮自动生产线的刀具更换决策方法研究[D];重庆大学;2016年
10 高宏力;切削加工过程中刀具磨损的智能监测技术研究[D];西南交通大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 江咏平;基于跨尺度的切削钛合金刀具磨损机理研究[D];天津理工大学;2015年
2 钱德成;基于MES的刀具选择优化及管理系统研究与开发[D];江南大学;2015年
3 崔洪胤;微织构刀具骨切削过程的仿真和试验研究[D];天津理工大学;2015年
4 于东民;玻璃纤维/碳纤维芳纶纸蜂窝板铣削实验研究[D];集美大学;2015年
5 王文凯;轴向车铣钛合金刀具磨损机理的研究[D];沈阳理工大学;2015年
6 黄亮;模具钢金刚石切削时冷却润滑条件对刀具磨损影响的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
7 彭鑫荣;刀具材料及切削参数对木材切削表面质量影响研究[D];南京林业大学;2015年
8 陈碧冲;微织构刀具的设计与切削性能试验研究[D];北京理工大学;2015年
9 刘丰文;刀具全生命周期信息管理技术研究[D];大连理工大学;2015年
10 李雪;陶瓷微细加工过程中的刀具磨损研究[D];大连理工大学;2015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