車削過程的參數(shù)化建模及優(yōu)化控制.pdf

1、金屬切削加工是研究刀具與工件相互作用和各自變化規(guī)律的一門學(xué)科。傳統(tǒng)的研究方式是通過切削參數(shù)、刀具幾何參數(shù)等求解切削力、切削熱、殘余應(yīng)力、表面質(zhì)量等因素，求解過程具有很大的盲目性和不可操作性。在生產(chǎn)實(shí)踐中，一般憑經(jīng)驗(yàn)或現(xiàn)有理論選取合適的加工參數(shù)，對(duì)人員要求高且耗費(fèi)大量的人力、財(cái)力。然而隨著加工制造業(yè)理論與實(shí)踐的不斷發(fā)展，加工范圍及靈活性逐漸增大，僅憑經(jīng)驗(yàn)難以滿足日益高速化和精密化的要求，有限元模擬技術(shù)逐漸成為研究金屬切削的一種有效方法。然

2、而，隨著工程問題復(fù)雜性及專業(yè)性的日益提高，對(duì)通用有限元仿真軟件進(jìn)行二次開發(fā)，建立智能設(shè)計(jì)工具，已經(jīng)成為提高設(shè)計(jì)效率、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的必然選擇。
　　本文基于有限元法和優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，以PCBN刀具切削淬硬鋼GCr15為例進(jìn)行切削仿真的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)研究。
　　首先，通過切削仿真關(guān)鍵技術(shù)的研究建立正確的二維模型，在有限元軟件ABAQUS二次開發(fā)功能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了預(yù)處理參數(shù)化模型的建立，大幅提升不同切削參數(shù)和刀具參數(shù)模型的建模效率。<

3、br>　　其次，對(duì)于研究工作中我們所關(guān)心的變量（切削力和切削溫度），在ABAQUS后處理文件中進(jìn)行參數(shù)化處理，實(shí)現(xiàn)該流程的自動(dòng)化進(jìn)行。
　　最后，在上述工作的基礎(chǔ)上，將參數(shù)化建模技術(shù)和優(yōu)化理論相結(jié)合，以進(jìn)給量、切削速度、刀具幾何參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，以最高切削溫度和平均切削力為目標(biāo)變量，建立了兩種刃口刀具的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，應(yīng)用于產(chǎn)品改良、開發(fā)及調(diào)試上，并在計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上與實(shí)驗(yàn)對(duì)比，取得了令人滿意的效果，為切削參數(shù)的優(yōu)選及新刀具的開發(fā)提供