基于遗传算法的枪钻结构优化设计及仿真试验研究

发布时间：2021-03-15 16:39

　　枪钻小深孔加工技术广泛应用于国防军事装备、航空航天、能源开采和仪器仪表等众多产业领域。随着深孔零件多样性及精度要求的不断提高,对枪钻加工技术的要求也愈来愈高。由于枪钻加工处于密闭狭小的加工环境下,造成刚度系统差,切削温度高、排屑困难和刀具磨损严重等问题,在加工不均匀壁厚的深孔零件过程中轴线偏斜问题更加突出,针对该实际难题通过理论分析对枪钻结构进行了优化设计,实现对轴线偏斜的抑制,从而提高加工精度,对枪钻结构的改进研究和指导生产实践具有重要的参考价值。通过微元理论建立了枪钻三维微元的力学模型,借助仿真软件MATLAB研究了刀具外角、内角和内外切削刃宽度对钻削力和转矩的影响,并对刀具结构参数进行初步优化。提出了基于遗传算法的枪钻结构优化设计方法,以切削力和转矩为目标函数,刀具外角、内角和内外切削刃宽度为优化变量,利用遗传算法求出优化变量的最优解。根据优化前后的刀具参数建立三维模型,利用切削仿真软件DEFORM-3D对优化前后刀具的径向受力、转矩、切削热以及刀具磨损情况进行仿真分析,对比优化前后的刀具的整体钻削性能,研究结果表明,优化后枪钻的径向方向受力和转矩均变小,优化后刀具产生的切削热相... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

枪钻结构示意图

钻头结构图

枪钻钻头受力图

【参考文献】：
期刊论文
[1]枪钻切屑变形对孔表面质量影响研究[J]. 武鹏,张柱银,许宁,张佳丽,李亮.  工具技术. 2017(10)
[2]枪钻加工工艺参数对喷油器体中孔加工质量的影响[J]. 赵延超,武美萍,王全龙,吴克中.  机械设计与研究. 2017(05)
[3]MATLAB遗传算法函数ga优化实例[J]. 伍建伟,刘夫云,李峤.  机械工程与自动化. 2017(02)
[4]枪钻冷却系统的设计和开发[J]. 孙庆,樊柱,张恒,伏艳梅.  金属加工(冷加工). 2016(07)
[5]深孔钻削的有限元仿真分析[J]. 李建,王彪,刘永姜,李道波,付力.  机械设计与制造. 2012(11)
[6]导向套对孔直线度影响的试验研究[J]. 许辉,李元坤,张伟.  工具技术. 2012(04)
[7]基于MATLAB数值方法在机械工程领域的应用分析[J]. 胡享平,黄亚宇.  新技术新工艺. 2011(03)
[8]基于Matlab工具的遗传算法求解有约束最优化问题[J]. 刘鲭洁,陈桂明,杨旗.  兵工自动化. 2008(11)
[9]加工42CrMo深孔中枪钻钻尖的几何参数改进[J]. 张波,张伟,张占阳,佟娟.  大连工业大学学报. 2008(03)
[10]硬质合金枪钻结构及几何参数分析[J]. 王博.  工具技术. 2007(07)

博士论文
[1]镍基高温合金高速切削刀具磨损机理研究[D]. 肖茂华.南京航空航天大学 2010

硕士论文
[1]基于GCr15的小深孔枪钻优化设计与试验研究[D]. 高琳.中北大学 2018
[2]基于DEFORM-3D的BTA钻深孔钻削过程仿真分析[D]. 王鹏飞.西安理工大学 2017
[3]钛合金小深孔钻削机理仿真研究[D]. 贺涛.中北大学 2017
[4]Ti6Al4V钛合金与15-5PH不锈钢枪钻加工试验研究[D]. 刘景景.南京航空航天大学 2017
[5]基于DEFORM的高速切削加工分析及切削参数优化[D]. 王剑锋.河北工程大学 2015
[6]枪钻加工工艺对加工质量影响的研究[D]. 梁浩文.华南理工大学 2013
[7]基于DEFORM-3D的钛合金TC4切削残余应力分析[D]. 牛阿慧.太原科技大学 2013
[8]枪钻钻头几何参数对冷却性能的影响[D]. 李元坤.大连工业大学 2013
[9]基于DEFORM-3D的发动机缸体钻削仿真及切削参数优化[D]. 宋健.大连理工大学 2012
[10]高性能枪钻钻杆研究[D]. 王树华.燕山大学 2011



本文编号：3084480