车削过程的参数化建模及优化控制

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1、国内图书分类号：TG501工学硕士学位论文车削过程的参数化建模及优化控制硕士研究生：导师：于明明干V寸—L／～／～申请学位级别：工学硕士学科、专业：所在单位：答辩日期：机械制造及其自动化机械动力工程学院2013年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TG501DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringParametricmodelingonturningprocessCandidate：Supervisor：1J●●J●lann0DtlmlZatlonCOntrolYuMingmingWangY

2、iwenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MechanicalManufactureandAutoma!：ionDateofOralExamination：March，2013University：HarbinUniversityofScienceandTechnology㈣2Ⅲ0叭叫¨Ⅲ1圳3¨¨¨¨¨¨j●■-Ⅲ4㈣Z呲丫哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《车削过程的参数化建模及优化控制》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间独立进

3、行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：毛吣茂日期：认J’年；月{。日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《车削过程的参数化建模及优化控制》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。

4、本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密，口在年解密后适用授权书。不保密团。(请在以上相应方框内打√)作者签名：jB氐埒R日期：趴，；年；月；口日导师签名：1叼与．牡少叱日期：如Jj年；月；q日哈尔滨理工大学工学硕士学位论文车削过程的参数化建模及优化控制摘要金属切削加工是研究刀具与工件相互作用和各自变化规律的一门学科。传统的研究方式是通过切削参数、刀具几何参数等求解切削力、切削热、残余应力、表面质量等因素，求解过程具有很大的盲目性和不可操作性。在生产实践中，一般凭经验或现有理论选取合适的加工参

5、数，对人员要求高且耗费大量的人力、财力。然而随着加工制造业理论与实践的不断发展，加工范围及灵活性逐渐增大，仅凭经验难以满足日益高速化和精密化的要求，有限元模拟技术逐渐成为研究金属切削的一种有效方法。然而，随着工程问题复杂性及专业性的日益提高，对通用有限元仿真软件进行二次开发，建立智能设计工具，已经成为提高设计效率、缩短产品开发周期的必然选择。本文基于有限元法和优化设计理论，以PCBN刀具切削淬硬钢GCrl5为例进行切削仿真的动态设计研究。首先，通过切削仿真关键技术的研究建立正确的二维模型，在有限元软件ABAQUS二次开发功能的基础上实现了预处理参数化模型的建立，大

6、幅提升不同切削参数和刀具参数模型的建模效率。其次，对于研究工作中我们所关心的变量(切削力和切削温度)，在ABAQUS后处理文件中进行参数化处理，实现该流程的自动化进行。最后，在上述工作的基础上，将参数化建模技术和优化理论相结合，以进给量、切削速度、刀具几何参数为设计变量，以最高切削温度和平均切削力为目标变量，建立了两种刃口刀具的优化设计模型，应用于产品改良、开发及调试上，并在计算结果的基础上与实验对比，取得了令人满意的效果，为切削参数的优选及新刀具的开发提供了一种可行有效的途径。关键词联合仿真；优化控制；参数化；遗传算法Parametricmodelingontu

7、rningprocessandoptimizationcontrolAbstractMetalcuttingprocessingisasubjectwhichstudiesthetoolandtheworkpieceinteractionsandchanginglaw．ThetraditionalresearchwayISsolvingcuttingforce，cuttingheat，residualstress，surfacequalityfactorsthroughthecuttingparameters，cuttingtoolgeometryparamete

8、rs·By