切削稳定性约束下的铣削参数优化技术研究

发布时间：2018-01-27 07:41

本文关键词： 切削稳定性切削参数优化目标函数遗传算法　出处：《机械工程学报》2017年05期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：目前切削稳定性研究主要集中在不同加工方法及加工条件下的稳定性研究,以无颤振极限切深作为切削参数优化的推荐值,缺少对稳定性与优化模型的深度融合分析。针对这一问题,以材料切除率和刀具寿命构建优化目标函数,提出一种切削稳定性约束下的铣削参数优化模型。通过对铣削稳定性零阶解析算法的分析,论述了切削稳定区域的确定受切削力学模型、刀尖频率响应、及切削参数共同影响关系。在设定机床、工件和刀具的条件下,通过对稳定性叶瓣图形态随切削参数变化规律的研究,得出了极限切深不等效于最大材料去除率;以动态变化的稳定域及机床能效为约束边界,采用变化趋势相反的材料去除率和刀具寿命构建优化目标函数,通过遗传算法获取全局最优解。针对多目标优化中,各分目标权重难以量化设置的问题,提出以材料去除率期望值和刀具寿命期望值作为优化模型设置参数,实现优化参数的量化调节和优化方向的有效控制。在VMC850机床上进行了试验并采用遗传算法对多组参数设定状态进行优化,结果表明切削参数优化结果满足稳定性约束要求,且其优化方向可量化调节。
[Abstract]:At present, the research of cutting stability is mainly focused on the stability of different machining methods and processing conditions. The flutter free limit cutting depth is regarded as the recommended value for optimization of cutting parameters. There is a lack of depth fusion analysis of stability and optimization model. In order to solve this problem, the optimization objective function is constructed based on material cutting rate and tool life. This paper presents an optimization model of milling parameters under the constraint of cutting stability. By analyzing the zero order analytic algorithm of milling stability, the cutting force model for determining the stable region of cutting and the frequency response of cutter tip are discussed. Under the condition of setting machine tool, workpiece and cutting tool, the change law of stable blade shape with cutting parameter is studied. It is concluded that the ultimate cutting depth is not equivalent to the maximum material removal rate. Based on the dynamic stability region and the energy efficiency of the machine tool, the optimization objective function is constructed by using the material removal rate and the tool life of the tool with the opposite changing trend. The global optimal solution is obtained by genetic algorithm. Aiming at the problem that the weight of each sub-objective is difficult to set quantitatively in multi-objective optimization, the expected value of material removal rate and the expected value of tool life are proposed as the parameters of optimization model setting. The quantitative adjustment of the optimized parameters and the effective control of the optimization direction are realized. The experiments are carried out on the VMC850 machine tool and the genetic algorithm is used to optimize the setting state of the multi-group parameters. The results show that the optimization results of cutting parameters meet the requirements of stability constraints, and the optimization direction can be adjusted quantificationally.
【作者单位】：四川大学制造科学与工程学院;四川普什宁江机床有限公司;
【基金】：国家科技支撑计划(2015BAF02B02) 四川省科技计划(2014GZ0119)资助项目
【分类号】：TG54
【正文快照】： 0前言1工艺参数的选择是工艺规划的关键步骤,如何*国家科技支撑计划(2015BAF02B02)和四川省科技计划(2014GZ0119)选择合理的工艺参数,在满足零件加工质量的前提下提高生产率降低生产成本是切削加工行业不断研究的问题。在切削加工质量的控制方面,机床刀具系统的动态行为影响最

【参考文献】

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【共引文献】

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