細(xì)長軸車削參數(shù)優(yōu)化及尺寸誤差監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、細(xì)長軸是典型的難加工工件之一，在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前，細(xì)長軸的加工主要依靠操作者的經(jīng)驗，缺乏系統(tǒng)有效的理論指導(dǎo)，對工人的技術(shù)水平要求高，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量很不穩(wěn)定。影響細(xì)長軸加工質(zhì)量的主要原因是加工過程中工件的受力變形和振動，這種影響在普通軸加工中表現(xiàn)并不突出，故對普通軸的研究方法并不完全適用于細(xì)長軸。因此，通過理論分析定量研究細(xì)長軸車削加工中的尺寸誤差和振動特性，并用其指導(dǎo)工程實踐，對于細(xì)長軸工件車削加工具有重要的理論意義

2、和應(yīng)用價值。
　　本文在概括總結(jié)和分析細(xì)長軸車削加工特點(diǎn)及難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，圍繞細(xì)長軸加工中的尺寸誤差和切削穩(wěn)定性進(jìn)行了深入研究，為細(xì)長軸的實際生產(chǎn)提供了系統(tǒng)有效的指導(dǎo)。考慮到當(dāng)前階段跟刀架仍然是細(xì)長軸車削加工中必不可少的輔助工具，故重點(diǎn)研究了跟刀架對細(xì)長軸加工中的尺寸誤差和振動特性的影響，以指導(dǎo)大長徑比細(xì)長軸工件的車削加工。
　　首先，深入分析了細(xì)長軸車削加工中尺寸誤差的形成過程，建立了使用跟刀架車削細(xì)長軸時的尺寸誤差預(yù)測模型

3、。該模型綜合考慮了工件、跟刀架、夾具和刀架彈性變形對尺寸誤差的影響?；诮⒌念A(yù)測模型，分析研究了工件的裝夾方式、跟刀架的剛度和切削用量對尺寸誤差的影響規(guī)律。試驗結(jié)果顯示，建立的尺寸誤差預(yù)測模型具有良好的預(yù)測精度，為減小細(xì)長軸車削加工中的尺寸誤差、優(yōu)化切削參數(shù)提供了依據(jù)。
　　然后，深入研究了細(xì)長軸車削加工中的振動特性，針對再生型顫振建立了細(xì)長軸車削加工穩(wěn)定性極限的預(yù)測模型。定量研究了工件的裝夾方式、跟刀架的剛度、重疊系數(shù)及工藝系

4、統(tǒng)動力學(xué)參數(shù)對穩(wěn)定性極限的影響規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上給出了提高細(xì)長軸車削穩(wěn)定性的措施。試驗表明，建立的加工穩(wěn)定性預(yù)測模型預(yù)測精度良好，為改善細(xì)長軸加工穩(wěn)定性、優(yōu)化切削參數(shù)提供了依據(jù)。
　　再后，采用遺傳算法對細(xì)長軸多次走刀加工中的切削參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。由于細(xì)長軸車削加工中所采用的背吃刀量遠(yuǎn)小于普通軸加工，往往需要進(jìn)行多次走刀加工才能完成細(xì)長軸切削，故建立了多次走刀加工中參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。進(jìn)而利用尺寸誤差模型和切削穩(wěn)定性模型對優(yōu)化過程進(jìn)

5、行了約束，使得細(xì)長軸加工既可實現(xiàn)無顫振切削，又能在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，顯著提高加工效率。
　　最后，建立了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的細(xì)長軸車削加工尺寸誤差實時監(jiān)測系統(tǒng)。結(jié)合正交試驗法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)，對實時預(yù)測模型的輸入?yún)?shù)進(jìn)行了選擇，提高了尺寸誤差的實時預(yù)測精度。結(jié)果顯示，進(jìn)給量、工件長徑比、背向力、進(jìn)給力和切削點(diǎn)位置是構(gòu)成細(xì)長軸尺寸誤差實時預(yù)測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的最佳輸入?yún)?shù)組合。在線監(jiān)測試驗表明，建立的實時監(jiān)測系統(tǒng)具有良好的預(yù)測精度，