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)實踐中，一般憑經(jīng)驗或現(xiàn)有理論選取合適的加工參數(shù)，對人員要求高且耗費大量的人力、財力。然而隨著加工制造業(yè)理論與實踐的不斷發(fā)展，加工范圍及靈活性逐漸增大，僅憑經(jīng)驗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，隨著工程問題復雜性及專業(yè)性的日益提高，對通用有限元仿真軟件進行二次開發(fā)，建立智能設計工具，已經(jīng)成為提高設計效率、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)化設計理論，以PCBN刀具切削淬硬鋼GCr15為例進行切削仿真的動態(tài)設計研究。
　　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)上實現(xiàn)了預處理參數(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后處理文件中進行參數(shù)化處理，實現(xiàn)該流程的自動化進行。
　　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，以進給量、切削速度、刀具幾何參數(shù)為設計變量，以最高切削溫度和平均切削力為目標變量，建立了兩種刃口刀具的優(yōu)化設計模型，應用于產(chǎn)品改良、開發(fā)及調(diào)試上，并在計算結(jié)果的基礎(chǔ)上與實驗對比，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