孔类零件切削加工工艺技术研究

发布时间：2017-04-27 14:11

  本文关键词：孔类零件切削加工工艺技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：特征加工工艺技术的研究和规划不仅是加工制造的基础,而且也是对加工工艺的理论优化过程,其直接影响着产品的工艺方法、加工质量以及生产成本。本文主要从特征的加工工艺方案决策、刀具适应性研究以及切削参数优化等三方面,对孔类零件特征切削加工工艺技术进行了深入研究。首先,结合拓扑有向图基本理论和加工工艺性约束关系,在建立特征加工次序的拓扑有向图模型的同时,通过拓扑排序法求解出了零件特征加工先后顺序的排序结果。其次,在分析了影响评判结果诸多因素的同时,利用专家咨询与层次分析相结合的方式,构建了特征加工工艺方案决策权重的正互反比较矩阵,并按规范幂乘法的方式确定了较为合理的多因素评判权重集合。再次,根据模糊数学理论从特征的加工工艺路线、机床设备类型以及加工定位基准的选择等方面对孔类零件特征加工工艺方案决策展开了研究。在建立加工工艺方案决策过程的模糊评判因素集合、备选方案集合、隶属度函数以及单因素评判子矩阵的基础上,结合评判因素的权重值与模糊合成运算规则,在获得工艺方案决策结果的同时,也实现了孔类零件特征加工工艺方案的优选。同时采用模糊综合评判的方法分别从刀具结构类型和材料类型两方面,研究了孔类零件加工刀具切削过程的适应性。通过模糊评判模型和分层次决策最终得到了评判结果,也为切削加工过程刀具的选择提供了指导性的理论依据。最后,针对孔类零件特征的钻削加工工步,确立了以最高加工效率和最小制造成本为求解目标,刀具切削寿命、生产工艺条件、加工质量与精度为约束可行域的多目标数学优化理论模型,并采用粒子群智能寻优算法和Matlab程序段实现了孔类零件特征的切削用量优化。同时结合切削用量的理论优化值和Deform-3d软件,对孔类特征的钻削加工过程进行了模拟研究,也进一步验证了理论切削参数的准确性。
【关键词】：孔类特征 加工工艺 模糊评判 刀具切削适应性 参数优化
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG506
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1.绪论10-16
• 1.1 引言10-11
• 1.1.1 课题来源及概述10
• 1.1.2 课题研究背景10
• 1.1.3 孔类零件生产工艺条件10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 研究目的及意义12-13
• 1.4 研究的理论依据及实施过程13-14
• 1.5 论文主要研究内容及结构14-16
• 2.模糊数学理论16-23
• 2.1 模糊集合和隶属度函数16-19
• 2.1.1 模糊集与隶属度函数的基本定义16-17
• 2.1.2 模糊集合的表示方法及运算17
• 2.1.3 隶属度函数的确定方法17-19
• 2.2 模糊关系和模糊矩阵19-20
• 2.2.1 模糊关系和模糊矩阵的基本概念19-20
• 2.2.2 模糊等价与模糊相似20
• 2.3 模糊综合评判法20-22
• 2.3.1 模糊综合评判法的概述21
• 2.3.2 模糊综合评判模型的构成21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 3.孔类零件特征切削加工工艺方案决策23-51
• 3.1 基于拓扑有向图的零件特征加工顺序研究23-25
• 3.1.1 拓扑有向图理论23
• 3.1.2 孔类特征加工顺序的工艺性约束23-24
• 3.1.3 孔类特征加工顺序研究的有向图模型24-25
• 3.2 孔类特征切削加工工艺方法链决策25-35
• 3.2.1 孔类特征切削加工工艺方法链的决策模型建立25-30
• 3.2.2 孔类特征切削加工工艺方法链的单因素模糊映射30-35
• 3.2.3 孔类零件特征切削加工工艺方法链的模糊综合评判35
• 3.3 孔类零件特征加工的机床设备类型选择35-41
• 3.3.1 孔类零件特征加工机床设备类型选择的模型建立35-37
• 3.3.2 孔类零件特征加工机床设备类型的单因素模糊映射37-41
• 3.3.3 孔类零件特征加工机床设备类型选择的模糊综合评判41
• 3.4 孔类零件特征加工定位基准选择41-46
• 3.4.1 孔类特征加工的定位基准选择模型建立42-43
• 3.4.2 孔类零件特征加工定位基准选择的单因素模糊关系映射43-46
• 3.4.3 孔类零件特征加工定位基准选择的模糊综合评判46
• 3.5 实例决策46-50
• 3.6 本章小结50-51
• 4.孔类零件特征加工刀具适应性研究51-68
• 4.1 孔类零件特征加工刀具结构类型的适应性研究51-61
• 4.1.1 刀具结构类型选择的因素合集建立51
• 4.1.2 刀具结构类型选择的备选集合建立51-54
• 4.1.3 刀具结构类型选择的权重集合建立54-55
• 4.1.4 刀具结构类型选择的模糊评判隶属函数等级划归55-56
• 4.1.5 刀具加工属性的单因素模糊映射56-58
• 4.1.6 刀具固有属性的单因素模糊映射58-61
• 4.1.7 刀具结构类型选择的模糊综合评判61
• 4.2 孔类零件加工刀具材料的适应性研究61-65
• 4.2.1 刀具材料类型选择的因素集合建立61-62
• 4.2.2 刀具材料类型选择的备选集合建立62-63
• 4.2.3 刀具材料类型选择的权重集合建立63
• 4.2.4 刀具材料类型选择的单因素模糊映射63-65
• 4.2.5 刀具材料类型选择的模糊综合评判65
• 4.3 刀具适应性研究实例决策65-67
• 4.4 本章小结67-68
• 5.孔类零件特征加工的切削参数优化68-88
• 5.1 孔类零件特征切削用量优化的理论模型68-73
• 5.1.1 孔类零件加工切削参数优化的变量设计68
• 5.1.2 孔类零件加工切削参数优化的目标函数构建68-71
• 5.1.3 孔类零件特征加工切削参数优化的约束可行域设计71-72
• 5.1.4 孔类零件加工切削参数优化的数学模型规范化72-73
• 5.2 粒子群寻优算法及MTALAB编程73-77
• 5.2.1 粒子群寻优算法理论73-74
• 5.2.2 切削参数优化MTALAB程序74-77
• 5.3 粒子群智能寻优算法的优化结果77-79
• 5.4 基于Deform-3d的切削参数优化仿真验证79-87
• 5.4.1 Deform-3d钻削仿真的前处理79-83
• 5.4.2 Deform-3d钻削仿真的结果分析83-87
• 5.5 本章小结87-88
• 6.结论88-90
• 6.1 全文总结88-89
• 6.2 工作不足与展望89-90
• 参考文献90-94
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果94-95
• 致谢95-96

【参考文献】

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本文编号：330763