面向高效节能的数控滚齿加工工艺参数优化方法研究及应用
发布时间：2023-04-10 21:08
作为《中国制造2025》计划五大工程之一的“绿色发展工程”对机械加工行业生产高效节能提出越来越高的要求,提出传统的高能耗、高排放规模的制造业必须向低能耗、低排放的“绿色制造”转型,并特别提出提高能源利用率。齿轮是工业生产中基础的传动零件之一,需求量日益增大,而滚齿切削作为机械制造业中使用最为广泛的齿轮加工方式,在创造巨大财富的同时也消耗了大量能源。针对我国滚齿制造过程高能耗和低效率的现状,研究如何降低数控滚齿机床能耗的重要规律和提高机床效率的方法是机械装备制造业可持续发展的必然选择。本论文在国家重要研发计划课题“离散及流程行业制造/生产过程能效检测与评估关键技术标准研究”(2017YFF0207903)和工信部绿色制造系统集成项目“金属切削机床绿色设计平台建设与集成示范”(编号:20165626)的资助下,对面向高效节能的数控滚齿加工工艺参数优化方法及支持系统进行了研究,可为我国齿轮制造企业的节能减排以及提高数控滚齿加工效率提供理论参考。因此,具有重要的研究意义。首先,系统地分析数控滚齿加工过程的能耗时段特性,基于分析数控滚齿加工时段特性构建数控滚齿加工能耗函数;然后,在能耗特性分析的...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 论文的选题背景及意义
1.1.1 论文的选题背景
1.1.2 论文的选题意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 数控滚齿加工能耗研究现状
1.2.2 数控滚齿加工工艺参数优化研究现状
1.3 论文的研究目的意义及项目来源
1.3.1 论文的研究目的
1.3.2 论文的研究意义
1.3.3 论文项目来源
1.4 论文的主要研究内容
1.5 本章小结
2 数控滚齿加工过程的能耗特性分析
2.1 数控滚齿加工过程能耗特性分析及能耗函数建立
2.1.1 数控滚齿加工能耗时段特性分析
2.1.2 数控滚齿加工过程能耗函数建立
2.1.3 数控滚齿加工过程时间函数建立
2.2 数控滚齿加工能耗模型的相关系数实验拟合
2.2.1 实验设备及方法
2.2.2 空载功率系数拟合
2.2.3 切削功率及附加载荷功率系数拟合
2.2.4 验证模型的可靠性
2.3 工艺参数对能耗和时间的影响规律分析
2.3.1 工艺参数对数控滚齿加工能耗的影响规律分析
2.3.2 工艺参数对数控滚齿加工时间的影响规律分析
2.4 本章小结
3 面向高效节能的数控滚齿加工工艺参数优化模型与方法
3.1 建立面向能效的数控滚齿工艺参数多目标优化模型
3.1.1 优化变量确定
3.1.2 优化目标函数建立
3.1.3 约束条件
3.2 基于帝国竞争算法的滚齿加工工艺参数优化方法
3.2.1 帝国竞争算法简介
3.2.2 基于帝国竞争算法的多目标优化模型求解
3.3 应用案例
3.3.1 试验条件
3.3.2 滚齿工艺参数优化及结果分析
3.4 本章小结
4 数控滚齿加工工艺参数优化支持系统开发及应用
4.1 数控滚齿加工工艺参数优化支持系统总体框架及流程
4.1.1 系统总体框架
4.1.2 系统工作流程以及功能模块
4.2 数控滚齿加工工艺参数优化支持系统数据库及功能界面
4.2.1 系统的数据库
4.2.2 系统功能界面开发与实现
4.3 数控滚齿加工工艺参数优化支持系统与西门子840D SL系统集成
4.3.1 西门子840D SL数控系统及开发环境
4.3.2 系统集成
4.4 本章小结
5 工程应用实施
5.1 系统应用环境及配置
5.1.1 系统软、硬件
5.1.2 系统网络构架
5.2 车间典型数控滚齿加工工艺参数优化系统应用实施
5.2.1 应用案例
5.2.2 加工工艺信息分析
5.2.3 系统车间应用实施能效提升数据分析
5.3 本章小结
6 结论与展望
参考文献
附录
A 作者在攻读硕士学位期间发表或录用的论文目录
B 作者在攻读硕士学位期间获得的专利或软件著作权
C 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目
D 作者在攻读硕士学位期间所获奖励
E 学位论文数据集
致谢
本文编号：3788735
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 论文的选题背景及意义
1.1.1 论文的选题背景
1.1.2 论文的选题意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 数控滚齿加工能耗研究现状
1.2.2 数控滚齿加工工艺参数优化研究现状
1.3 论文的研究目的意义及项目来源
1.3.1 论文的研究目的
1.3.2 论文的研究意义
1.3.3 论文项目来源
1.4 论文的主要研究内容
1.5 本章小结
2 数控滚齿加工过程的能耗特性分析
2.1 数控滚齿加工过程能耗特性分析及能耗函数建立
2.1.1 数控滚齿加工能耗时段特性分析
2.1.2 数控滚齿加工过程能耗函数建立
2.1.3 数控滚齿加工过程时间函数建立
2.2 数控滚齿加工能耗模型的相关系数实验拟合
2.2.1 实验设备及方法
2.2.2 空载功率系数拟合
2.2.3 切削功率及附加载荷功率系数拟合
2.2.4 验证模型的可靠性
2.3 工艺参数对能耗和时间的影响规律分析
2.3.1 工艺参数对数控滚齿加工能耗的影响规律分析
2.3.2 工艺参数对数控滚齿加工时间的影响规律分析
2.4 本章小结
3 面向高效节能的数控滚齿加工工艺参数优化模型与方法
3.1 建立面向能效的数控滚齿工艺参数多目标优化模型
3.1.1 优化变量确定
3.1.2 优化目标函数建立
3.1.3 约束条件
3.2 基于帝国竞争算法的滚齿加工工艺参数优化方法
3.2.1 帝国竞争算法简介
3.2.2 基于帝国竞争算法的多目标优化模型求解
3.3 应用案例
3.3.1 试验条件
3.3.2 滚齿工艺参数优化及结果分析
3.4 本章小结
4 数控滚齿加工工艺参数优化支持系统开发及应用
4.1 数控滚齿加工工艺参数优化支持系统总体框架及流程
4.1.1 系统总体框架
4.1.2 系统工作流程以及功能模块
4.2 数控滚齿加工工艺参数优化支持系统数据库及功能界面
4.2.1 系统的数据库
4.2.2 系统功能界面开发与实现
4.3 数控滚齿加工工艺参数优化支持系统与西门子840D SL系统集成
4.3.1 西门子840D SL数控系统及开发环境
4.3.2 系统集成
4.4 本章小结
5 工程应用实施
5.1 系统应用环境及配置
5.1.1 系统软、硬件
5.1.2 系统网络构架
5.2 车间典型数控滚齿加工工艺参数优化系统应用实施
5.2.1 应用案例
5.2.2 加工工艺信息分析
5.2.3 系统车间应用实施能效提升数据分析
5.3 本章小结
6 结论与展望
参考文献
附录
A 作者在攻读硕士学位期间发表或录用的论文目录
B 作者在攻读硕士学位期间获得的专利或软件著作权
C 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目
D 作者在攻读硕士学位期间所获奖励
E 学位论文数据集
致谢
本文编号：3788735
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3788735.html
