开式整体叶盘复合铣削参数优化系统的研究与开发

发布时间：2017-09-23 04:12

  本文关键词：开式整体叶盘复合铣削参数优化系统的研究与开发

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【摘要】：开式整体叶盘是现代航空发动机的关键零部件，对提高和改善发动机性能意义重大，其高效率、高质量和低成本制造加工却一直是该领域技术难题。随着数控技术快速发展，人们对整体叶盘典型材料特性和切削机理研究的深入，数控铣削加工整体叶盘的研究和应用日益广泛。同时，通过引入现代智能优化算法，可进一步改变依赖传统经验和大量试验选择参数的现实，解决参数优选问题。为此，本文围绕开式整体叶盘盘/插/侧铣削加工工艺，着力于开式整体叶盘复合铣削参数优化系统的开发，展开了以下研究： 首先，本文对系统需求进行了分析，从系统的体系结构、运行流程等方面进行了总体设计，并以Visual Studio2010为编程开发软件（以C#为编程语言）、以SQL Server2008为数据库管理系统，同时对数据库表以及表之间的关系进行了详细设计，对开发系统的关键技术予以了探讨。 其次，为获取预测建模及优化所需数据，以整体叶盘典型材料（TC4）规划了盘/插/侧铣削试验，通过试验数据分析铣削参数对切削力的影响，并基于数学统计方法展开预测建模，为参数优化提供约束。 然后，在已建立的预测模型基础上，建立以最大效率（单位时间材料去除率）和最低成本（刀具使用寿命）为目标，以机床和刀具对铣削参数的限制、选定参数范围和切削力等为约束的优化模型，并引入遗传算法对目标函数进行优化。文章以插铣为例，实现了约束范围内的参数优化。 最后，基于上述研究内容，以及开发环境和技术，开发了开式整体叶盘复合铣削参数优化系统。文章最后分别以盘铣、插铣为例，给出了系统预测及优化功能模块的运行实例，，实现了软件系统的开发及应用。 通过上述内容的研究，不仅建立了开式整体叶盘典型材料的切削力预测模型、盘/插/侧铣削参数优化模型，还开发出集知识查询、数据管理、目标预测和参数优化于一体的参数优化系统，能够为工艺人员提供便利，为科研生产提供参考，进一步改善同类产品材料加工难的现实情况。
【关键词】：参数优化 预测建模 复合铣削 整体叶盘
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V263.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题背景和研究意义10-12
• 1.2 国内外研究发展现状12-17
• 1.2.1 整体叶盘制造方法概述12-13
• 1.2.2 钛合金切削加工研究现状13-15
• 1.2.3 切削参数优化及切削数据库的研究进展15-17
• 1.3 主要研究内容及安排17-18
• 第2章 复合铣削参数优化系统的总体方案设计18-30
• 2.1 系统需求分析18-21
• 2.1.1 信息需求分析18-19
• 2.1.2 功能需求分析19-20
• 2.1.3 性能需求分析20-21
• 2.2 系统开发技术21-22
• 2.2.1 系统开发环境21-22
• 2.2.2 数据库访问技术22
• 2.3 参数优化系统的总体设计22-27
• 2.3.1 体系结构设计22-23
• 2.3.2 数据库表设计23-25
• 2.3.3 运行流程设计25-27
• 2.4 系统实现的关键27-29
• 2.4.1 切削力预测建模28
• 2.4.2 铣削参数的优化28-29
• 2.4.3 C#与 MATLAB 混合编程29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 复合铣削加工试验研究和预测模型的建立30-44
• 3.1 切削力的来源和影响因素30-31
• 3.2 复合铣削加工切削力的试验研究31-40
• 3.2.1 试验条件和方法31-32
• 3.2.2 试验设计32-36
• 3.2.3 试验结果分析36-40
• 3.3 切削力预测模型的建立和检验40-43
• 3.3.1 切削力预测模型的建立40-41
• 3.3.2 显著性检验41-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第4章 基于遗传算法的铣削参数优化研究44-53
• 4.1 铣削参数优化模型的建立44-48
• 4.1.1 优化设计变量44-45
• 4.1.2 目标函数的建立45-47
• 4.1.3 约束条件47-48
• 4.2 基于遗传算法对铣削参数的优化48-50
• 4.2.1 遗传算法概述48
• 4.2.2 遗传算法的求解过程48-50
• 4.3 优化实例50-52
• 4.3.1 铣削参数优化模型51
• 4.3.2 铣削参数优化的实现51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第5章 铣削参数优化系统的实现及应用53-60
• 5.1 系统模块设计53-58
• 5.1.1 系统登录及注册模块53-54
• 5.1.2 系统主界面54-55
• 5.1.3 知识查询模块55-56
• 5.1.4 数据管理模块56-57
• 5.1.5 系统维护和帮助模块57-58
• 5.2 目标预测及参数优化应用介绍58-59
• 5.2.1 加工目标预测58-59
• 5.2.2 铣削参数优化59
• 5.3 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文65-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：903123