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数控加工过程中物理仿真的关键技术及其数据库开发

发布时间:2018-01-04 00:25

  本文关键词:数控加工过程中物理仿真的关键技术及其数据库开发 出处:《天津职业技术师范大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 镗削力建模 数控铣削参数优化 数据库系统开发


【摘要】:随着制造技术的发展,金属切削已经进入高效高精加工阶段。在现代制造业中,数控加工过程中切削力建模和切削参数优化成为切削过程物理仿真的研究对象。数控加工仿真技术的研究,对提高数控加工质量和效率具有一定的意义。本文在数控切削的物理仿真研究的基础上,综合运用微分几何理论、金属切削理论和切削动力学、试验验证、计算机辅助技术,对铣削过程中加工参数优化、建立镗削力模型等物理仿真技术和对数控切削数据库系统的开发做了深入的研究。论文的主要研究内容包括以下几个部分:1.建立了镗刀的镗削力模型。首先对镗刀的几何特点进行分析,将切削刃微元化,分析单元切削刃的受力情况并建立微元镗削力的关系式,最后整理得到总镗削力的数学模型。对镗削力安排正交试验进行验证,分别对不同切削用量、不同的工件材料进行镗削力数据的采集。并通过得到的镗削力系数预测相同条件下的镗削力,最后得到实测和仿真镗削力的二维曲线图。分析实测和仿真的二维曲线图,讨论出现偏差的原因以及模型的准确性。2.构建铣削参数多目标优化模型。通过选择数控铣削的设计变量,考虑到企业的要求,选择了最高加工效率和最低加工成本为目标进行优化,由于机床、刀具等设备的限制条件,选择切削力、切削功率、进给速度、轴向切削深度、径向切削深度为约束条件,建立数控铣削参数多目标优化模型。通过对遗传算法的运算方式进行分析研究,选择遗传算法对切削参数进行优化,通过试验验证,验证了所建立的数学优化模型的正确性与可行性。3.建立了数控加工参数的数据库系统。通过对多种仿真子模块的集成整理,以MATLAB为开发工具,采用Microsoft Office ACCESS 2007对工件信息、机床信息、刀具信息以及加工方式等进行信息数据的存储,通过MATLAB软件的GUI对数据库完成人机交互界面的工作,通过了解物理仿真技术的应用实践和数据库开发的相关内容,运用MATLAB编制程序实现数据库的优化、预测切削力等功能,以及实现对ACCESS数据库中数据的调用。最后,对本文进行了总结,同时也对下一步的研究方向进行分析和展望。
[Abstract]:With the development of manufacturing technology, metal cutting has entered high finishing stage. In the modern manufacturing industry, the cutting force in NC machining process modeling and optimization of cutting parameters as the research object. The physical simulation of cutting process of NC machining simulation technology, to improve the quality and efficiency of numerical control processing has a certain significance in this paper. Based on physical simulation of NC machining on the comprehensive use of the theory of differential geometry, metal cutting theory and cutting dynamics, experimental verification, computer aided technology to optimize the machining parameters in milling process, a boring force model and physical simulation technology of NC machining database system development were studied. The main research contents the thesis includes the following parts: 1. the establishment of the boring boring force model. First analyze the geometric characteristics of the cutter, the cutting edge of the element, Stress analysis of unit cutting edge relation and micro boring force is established, finally finishing the mathematical model of the cutting force. The total boring boring force orthogonal test, respectively for different cutting parameters, different workpiece materials were boring force data acquisition. And through the boring force coefficient prediction under the same conditions the boring force, and finally get the two-dimensional curves measured and simulated boring force. Analysis of two-dimensional curves measurement and simulation, discuss the cause of the deviation and the accuracy of the model construction of.2. milling parameters optimization model. Through the selection of design variables of NC milling, taking into account the requirements of enterprises and select the highest efficiency and the lowest manufacturing cost is optimized for the target machine due to restrictions such as equipment, tool selection, cutting force, cutting power, feed rate, axial cutting depth, the radial cutting The depth of cut as the constraint conditions, a multi-objective optimization model of NC milling parameters. Based on the analysis of genetic algorithm, genetic algorithm to optimize the cutting parameters, through the test, verify the database system, the mathematical optimization model of the correctness and feasibility of.3. NC machining was established by integrating the parameters. Finishing of simulation module, using MATLAB as development tool, using Microsoft Office ACCESS 2007 on the machine tool information, information, information and processing methods of data storage, to complete the man-machine interface of the database through MATLAB software GUI, through the relevant content about physical simulation technology and practical application of database the development of optimization using MATLAB program to realize the database, prediction of cutting force and other functions, and the realization of the ACCESS data The call of data in the library. Finally, the paper is summarized, and the research direction of the next step is also analyzed and prospected.

【学位授予单位】:天津职业技术师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG659

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本文编号:1376268

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