硕士学位论文-基于工况模型的切削参数动态优化方法研究

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10699TP391.7056055034题目目目基于工况模型的切削参数动态优化方法研究动态优化方法研究作者李启璘学科、、专业、专业航空宇航制造工程指指指导导导导教教教教师师师师张定华申请学位日期二零零八年三三月三月月月硕士学位论文(学位研究生)题目基于工况模型的切削参数动态优化方法动态优化方法研究作者李启璘李启璘学科（（专业（专业）航空宇航制造工程指导教师张定华张定华专业技术职务教教教教授授授授二二○○二○○八年••三•三三月三月月月DissertationfortheDegreeofMasterStudyonDynamicOpt

2、imizingMethodofCuttingParameterBasedonCuttingConditionsModelbyQilinLiAeronauticalandAstronauticalManufacturingEngineeringSupervisor:Prof.DinghuiZhangFebruary,2008摘摘摘要要要要自由曲面类零件广泛应用于航空、航天、汽车、模具等行业。此类零件形状复杂、加工质量要求高、加工困难。数控加工可使产品获得稳定的加工质量，生产效率高，周期短，可适应产品快速更新换代的要求，所以数控加工是实现自由曲面类零件高效高质生产最为有效的手段。在自由

3、曲面类零件的数控加工中，进给速度是影响加工时间、工件表面质量的主要因素，因此采用合理的方法对加工中的进给速度进行优化对于保证加工质量，提高加工效率有着非常重要的意义。本文针对自由曲面类零件的特点及在数控加工中切削参数的优化现状，研究了自由曲面类零件数控加工中进给速度的优化方法。（1）进给速度的优化是在对切削参数合理选择的基础上进行的，所以本文分析了数控加工中的切削参数及其对加工的影响，切削参数的选择原则及常用优化控制方法，并依据自由曲面的结构特点及其在数控加工中的影响因素，提出了基于工况模型的进给速度的动态优化策略。（2）自由曲面是以复杂方式自由地变化，数学模型复杂。本文对自由曲面

4、进行了近似，以便能用相对简单的数学模型近似描述复杂曲面的变化情况。因此本文研究了自由曲面的近似方法并依据该方法对自由曲面进行了近似。对自由曲面数控加工中的工况进行了定义、分类，依据各工况对加工效果的影响程度建立了球头刀铣削加工近似曲面的典型工况模型。（3）以典型工况模型及确定的优化匹配条件为基础，通过基于工况模型的匹配优化算法对自由曲面类零件数控加工中进给速度进行优化。并对基于工况模型的进给速度的优化结果进行了分析，依据加工所用机床的加减速特性及加工过程段等工况对优化结果进行了控制为了保证机床加工中速度过渡的平滑性，对进给速度进行了分段优化。（4）最后以典型自由曲面类零件的数控模拟

5、加工为例，对优化前后的结果进行了对比分析，结果可知，本文研究的进给速度的优化方法，克服了常规恒定进给速度设置方法的不足，不仅可以准确的优化进给速度，提高自由曲面类零件的加工效率，而且不需要反复试验来选择优化参数，方便应用于实际加工。关键词：自由曲面，切削参数，工况模型，进给速度，工况匹配IIIABSTRACTFree-formsurfacepartshavebeenwidelyusedinmanyindustriessuchasaerospace,astronavigation,automotive,dieandmould.Andthesepartsarealwayscomplex

6、inshape,highqualityinproduct,anddifficulttomachine.NumericalControl(NC)machiningisalwaysthemosteffectivemeanswhichisusedtoimprovemachiningqualityandefficiencyoffree-formsurfacepartsbecauseofitsefficient,shortcycleandlettingproductscanobtainstablequalityandquicklyadaptrequirementsforupdateinman

7、ufacture.Thefeed-ratechieflyinfluencemachiningtimeandsurfacequality,soithavevitalmeaningformaintaininghighqualityofpartsandimprovingtheefficiencybyusingappropriatemethodtooptimizethefeed-rateinNCmachiningoffree-formsurfaceparts.Withcons