改进的面向麻花钻刃形节能优化Dijkstra算法
发布时间：2019-11-15 17:55
【摘要】：将Dijkstra算法引入复杂刀具结构节能优化设计,提出了基于Dijkstra算法的麻花钻主刃曲线节能优化设计的方法.针对应用Dijkstra算法求解麻花钻最小钻削功率主刃曲线时存在计算精度不高、效率低、难以保证刃形曲线的光滑性和可刃磨性等问题,利用主刃曲线在半径方向不会发生回头式弯折的特点,提出将前刀面螺旋面离散网络进行径向分段与逐步缩小周向搜索范围来加密网格相结合的方式改进Dijkstra算法的求解过程,以降低其时间复杂度、提高计算效率和计算精度.计算结果表明:改进后的Dijkstra算法既可以使计算效率提高千倍以上,又可以很好地保证主刃曲线及其切削角度分布曲线的光滑性,提高优化主刃的可刃磨性.
【图文】：
度、切削层参数和切削速度．研究［１４－１５］发现：在前刀面螺旋面结构和麻花钻切削用量已知的条件下，麻花钻主刃曲线在某点的走向直接决定了该点的切削角度（如前角）和切削层参数（切削速度只与所在点半径有关，不随刃形曲线形状的变化而变化），因此也就决定了该点处组成麻花钻的微元（单元刀具）的切削能耗．理论上可以通过优化主刃曲线的形状，使麻花钻主刃总的钻削功率达到最小［１４］．麻花钻刃形节能优化就是在螺旋前刀面上寻找一条从外缘转点Ｃ到前刀面上过横刃转点Ｂ（见图１）的螺旋线之间的主刃曲线，以使主刃所消耗的钻削功率最小．这一问题与古老的测地线问题［１６］属于同一问题，可以将螺旋前刀面离散为一个非负权有向网络，计算出以前刀面上任意两相邻节点之间连线为刃线的单元刀具的钻削功率（权），然后用图论中求解单源最短路径问题的Ｄｉ－ｊｋｓｔｒａ算法进行求解．图１麻花钻的结构坐标系１．２前刀面的方程标准麻花钻主刃部分的前刀面为直线发生线绕着钻芯（厚度２ｒ０）、以钻轴为轴线的圆柱面作螺旋运动而形成的螺旋面．设钻头半径为Ｒ，在图１所示的结构坐标系ｏｘｙｚ中，直线主刃ＢＣ所在前刀面的参数方程为ｘ＝ｒ２i幔颍玻埃悖铮螃牛颍埃螅椋瞀牛唬剑颍瞚幔颍玻埃螅椋瞀牛颍埃悖铮螃牛唬剑颍瞚幔颍玻埃簦幔瞀眨埃驭牛ǎ拨衟舙膒疲ǎ保┦街校害眨拔及敕娼牵唬晕汲蹋裕剑拨校遥簦幔瞀拢渲笑挛庠底悖么Φ穆菪牵唬蛭暗睹嫔夏车愕陌刖叮沪盼暗睹嫔夏车愕淖
本文编号：2561421
【图文】：
度、切削层参数和切削速度．研究［１４－１５］发现：在前刀面螺旋面结构和麻花钻切削用量已知的条件下，麻花钻主刃曲线在某点的走向直接决定了该点的切削角度（如前角）和切削层参数（切削速度只与所在点半径有关，不随刃形曲线形状的变化而变化），因此也就决定了该点处组成麻花钻的微元（单元刀具）的切削能耗．理论上可以通过优化主刃曲线的形状，使麻花钻主刃总的钻削功率达到最小［１４］．麻花钻刃形节能优化就是在螺旋前刀面上寻找一条从外缘转点Ｃ到前刀面上过横刃转点Ｂ（见图１）的螺旋线之间的主刃曲线，以使主刃所消耗的钻削功率最小．这一问题与古老的测地线问题［１６］属于同一问题，可以将螺旋前刀面离散为一个非负权有向网络，计算出以前刀面上任意两相邻节点之间连线为刃线的单元刀具的钻削功率（权），然后用图论中求解单源最短路径问题的Ｄｉ－ｊｋｓｔｒａ算法进行求解．图１麻花钻的结构坐标系１．２前刀面的方程标准麻花钻主刃部分的前刀面为直线发生线绕着钻芯（厚度２ｒ０）、以钻轴为轴线的圆柱面作螺旋运动而形成的螺旋面．设钻头半径为Ｒ，在图１所示的结构坐标系ｏｘｙｚ中，直线主刃ＢＣ所在前刀面的参数方程为ｘ＝ｒ２i幔颍玻埃悖铮螃牛颍埃螅椋瞀牛唬剑颍瞚幔颍玻埃螅椋瞀牛颍埃悖铮螃牛唬剑颍瞚幔颍玻埃簦幔瞀眨埃驭牛ǎ拨衟舙膒疲ǎ保┦街校害眨拔及敕娼牵唬晕汲蹋裕剑拨校遥簦幔瞀拢渲笑挛庠底悖么Φ穆菪牵唬蛭暗睹嫔夏车愕陌刖叮沪盼暗睹嫔夏车愕淖
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