基于铣削力与稳定性预测的铣削工艺参数优化.pdf

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1、第1O期组合机床与自动化加工技术NO．102013年10月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueoct．2013文章编号：1001—2265(2013)10—0043—04基于铣削力与稳定性预测的铣削工艺参数优化郝洪艳一，汤文成，王保升(1．东南大学机械工程学院，南京211189；2．南京工程学院材料工程学院，南京211167)摘要：为了科学地选取加工过程中的铣削工艺参数，提高产品加工效率，建立了铣削力预测模型以及稳定性预测模型，并将其引入到铣削工艺参数优化中，从而构建了以铣削

2、速度、进给量和轴向切深为变量，以最大生产率为优化目标，以铣削力、稳定性、粗糙度以及机床有效功率为约束的工艺优化模型。通过铣削试验和捶击试验分别获取了铣削力系数和主轴一刀具系统的模态参数。采用惩罚函数法将有约束问题转化为无约束问题，应用粒子群算法对模型进行寻优求解，并进行试验验证，结果证实了该方法的有效性和实用性。关键词：铣削力；稳定性；工艺参数优化；粒子群算法中图分类号：TG547文献标识码：AOptimizationofProcessParametersforMillingOperationsBasedonPredictedMillin

3、gForceandStabilityHAOHong-yah’，TANGWen—eheng，WANGBao—sheng(1．SchoolofMechanicalEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing211189，China；2．SchoolofMateri—alsEngineering，NanjingInstituteofTechnology，Nanjing211167，China)Abstract：Tochoosemillingparametersscientificallyandimprovepr

4、oductivity，millingforcemodelandstabilityforecastmodelareprovidedandintroducedtotheoptimizationofprocessparameters．Thenaop—timizationmodelofprocessparametersisproposed．Andthemodelaimsatmaximumeficiency．Thede—signvariablesincludemillingspeed，feedpeertoothandtheaxialcuttingd

5、epth，andtheconstrainedcon—ditionswereconstructedwithmillingforce，machineeffectivepower，andsystemstabilityandSOon．A1一SO，themillingtestsandstampingtestsareexcutedtocalibratethecuttingforcecoeficientsandmodalparameterofspindle—cuttersystem．Basedonthemodel，theoptimalmillingpa

6、rametersaregeneratedwithparticleswarmoptimization(PSO)，andthemethodisvalitedaccordingtomillingtests．Keywords：millingforce；stability；processparametersoptimization；particleswarmoptimization国内外学者对此进行了大量的研究，并取得了0引言一定的研究成果。田娜¨建立了以最大生产率为优立铣加工由于其通用性和高材料去除率被广泛化目标，以铣削速度、进给量及进给力等为约

7、束条件应用于各个领域，其加工精度和加工效率也随着产的数学模型。张青以加工时间和材料切除率为优品需求提高而提高。在机床精度一定的情况下，要化目标，以切削力、零件表面粗糙度及刀具寿命等作提高工件的加工精度以及加工效率，最大限度的发为约束条件，利用粒子群算法优化铣削参数。周挥机床效能，必须对加工工艺进行优化。虽然目前一辉以刀具磨损寿命及材料去除率为评价因素，运些成熟的商业软件(例如UG、MastCAM等)可以提供用模糊正交优化法对铣削参数进行优化。邓清伟加工过程的仿真，但还局限于几何仿真，对切削力、切基于BP神经网络对加工过程中的铣削参数进行优

8、削颤振等物理量未做考虑，而这些因素对工艺参数确化。文献[5—8]利用遗传算法对铣削参数进行优定起着至关重要的作用。虽然试切是最有效的工艺有选。Andre以纯利润为优化目标，采用遗传算法的效性验