面向低碳耗的多品种小批量生产模式下数控加工工艺参数优化方法
发布时间：2020-12-06 03:12
制造业是国民经济的重要支柱产业。而制造业已成为我国整个工业领域能源消耗、物料消耗与碳排放激增的主要源头,其绿色化、智能化势在必行。机床是制造业的主要碳耗设备之一,数控机床在机床中所占比重日益上升,由数控机床、工件、刀具及各种辅助设施组成的数控加工系统结构布局、控制系统日益复杂、辅助功能系统增多,造成其碳耗特性复杂多变、影响因素众多,存在较大的节能减排空间。另外,用户个性化、定制化需求增多,多品种小批量生产已经成为当今制造业重要的生产方式,品种多、批量小,需要频繁应对新加工工艺参数决策与优化问题,单纯依靠人工经验无法获得满意的加工效果,相比其他生产模式,更需要加工工艺参数优化方法的支撑;加工过程会产生较多历史加工样本,如何有效利用已有数据获取合理的加工工艺参数,是亟待解决的问题。因此,本文在国家自然科学基金面上项目“现代数控加工系统碳耗特性及其低碳运行支持技术研究”(51575071)及国家高技术研究发展计划课题“制齿机床智能化关键技术及智能滚齿机”(2012AA041306)的资助下,对更适合应用于多品种小批量生产模式的数控加工工艺参数优化方法进行了深入研究。首先,详细分析了数控加工系...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
007-2015年相关行业能源消费总量
图 2.1 数控加工系统碳耗边界模型Fig.2.1 The carbon consumption boundary model of NC machining system从碳耗流的角度，产生碳耗的环节有：能源生产、原材料制备、液/气制废弃物处理。零件加工、质量检验阶段不产生直接碳耗，但零件加工、质量阶段需要大量电能，间接引起碳耗[29]。从物料流的角度，物料是机械加工的是加工、质检的对象，从自然资源到原材料，再到合格零件或报废零件，同生了废料、废液等。从能源流的角度，能源是物料流的动力源，它给原材料液/气制备、零件加工、质量检验、废弃物处理等提供能源，没有能源，物料流动、碳耗不会产生、数控加工无法运行。从输入输出的角度，物料流、能的输入形成了碳耗流的输出，对外界环境造成直接影响。其中，物料流中的料与辅助材料经过数控加工过程转化为合格零件、报废零件、废料及废液，流中一次、二次能源则主要以气体废弃物排放及能量耗散的形式输出。碳耗合格零件共同体现了物料、能源流的转换形式。物料流、能源流和碳耗流三
图 2.3 某工序的机床输入功率变化图Fig.2.3 The input power’s change diagram in small batch machining for some process文献[29-33,66,68]对加工系统碳耗定量计算做了一定研究，并在车削、铣削、钻削、滚削等领域上做了相应案例计算，本节结合相应计算方法，从电能消耗、原材料、刀具、切削液、润滑油、废屑、废弃刀具、废弃切削液、废弃润滑油九个角度计算碳耗，考虑加工参数计算、数控编程、工件安装、刀具安装、主轴启动、刀具空切、切削加工、工件拆卸、刀具拆卸、质量检验等过程，并非每个工件加工都有这些过程，引入判断机制，给出数控加工系统碳耗定量计算方法。数控加工系统的总碳耗totalCE 有能源碳energyCE 、物料碳materialCE 、废弃物碳wasteCE 三者相加得到，total energy material wasteCE CE CE CE(2.1)①能源碳energyCE电能推动着整个数控机床运行，是数控加工系统碳耗的主要来源，表示为energy e maCE CEF EC(2.2)
本文编号：2900608
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
007-2015年相关行业能源消费总量
图 2.1 数控加工系统碳耗边界模型Fig.2.1 The carbon consumption boundary model of NC machining system从碳耗流的角度，产生碳耗的环节有：能源生产、原材料制备、液/气制废弃物处理。零件加工、质量检验阶段不产生直接碳耗，但零件加工、质量阶段需要大量电能，间接引起碳耗[29]。从物料流的角度，物料是机械加工的是加工、质检的对象，从自然资源到原材料，再到合格零件或报废零件，同生了废料、废液等。从能源流的角度，能源是物料流的动力源，它给原材料液/气制备、零件加工、质量检验、废弃物处理等提供能源，没有能源，物料流动、碳耗不会产生、数控加工无法运行。从输入输出的角度，物料流、能的输入形成了碳耗流的输出，对外界环境造成直接影响。其中，物料流中的料与辅助材料经过数控加工过程转化为合格零件、报废零件、废料及废液，流中一次、二次能源则主要以气体废弃物排放及能量耗散的形式输出。碳耗合格零件共同体现了物料、能源流的转换形式。物料流、能源流和碳耗流三
图 2.3 某工序的机床输入功率变化图Fig.2.3 The input power’s change diagram in small batch machining for some process文献[29-33,66,68]对加工系统碳耗定量计算做了一定研究，并在车削、铣削、钻削、滚削等领域上做了相应案例计算，本节结合相应计算方法，从电能消耗、原材料、刀具、切削液、润滑油、废屑、废弃刀具、废弃切削液、废弃润滑油九个角度计算碳耗，考虑加工参数计算、数控编程、工件安装、刀具安装、主轴启动、刀具空切、切削加工、工件拆卸、刀具拆卸、质量检验等过程，并非每个工件加工都有这些过程，引入判断机制，给出数控加工系统碳耗定量计算方法。数控加工系统的总碳耗totalCE 有能源碳energyCE 、物料碳materialCE 、废弃物碳wasteCE 三者相加得到，total energy material wasteCE CE CE CE(2.1)①能源碳energyCE电能推动着整个数控机床运行，是数控加工系统碳耗的主要来源，表示为energy e maCE CEF EC(2.2)
本文编号：2900608
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2900608.html
