TC11车削力模型回归分析及工艺参数双目标优化

TC11是α+β型钛合金,因为其优越的材料性能,一直被广泛的应用于航空航天领域。在实际的加工过程中,工艺参数的选取一直是不容忽视的问题。以加工某型TC11材料的航空盘类零件为背景,运用ABAQUS有限元软件,对此零件的外圆车削部分进行了工艺参数的选取优化。首先建立三维一比一简化模型,采用三因素四水平正交实验法。量化了在大切削深度、低进给量和低切削速度背景下的切削力变化规律,得出切削三要素对切削力的影响排序为:切削深度>切削速度>进给量。其次基于仿真正交实验数据,分别建立了以最小切削力和最大材料去除率为目标的回归模型,并对模型公式进行方差检验。最后使用MATLAB软件,应用非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)对最小切削力和最大材料去除率进行双目标优化,得到了最佳切削参数选取区域,并给适用粗加工和精加工的参数选取区间。

一种难加工材料的车削力模型的实验研究

采用了多因素回归正交设计的方法进行了一种难加工材料的车削实验,在给出实验模型和数学推导的基础上,借助于作者设计的计算机软件,高效完成了上述有关工作并建立了该材料切削力的数学模型,为今后的切削加工过程数值模拟以优化切削用量和刀具的结构设计和几何参数的选择奠定了基础。

基于Deform-3D的铝合金7075车削力模型的研究

为了进一步研究铝合金7075的切削机制,以切削用量为因素设计了正交实验,在Deform-3D中建立车削有限元模型,对车削加工进行仿真研究,通过对切削力进行极差分析和方差分析,得到了切削用量对各切削力的影响主次、最优水平组合及影响的显著性。依据正交试验结果,建立了车削力预测模型并进行了拟合度和回归显著性检验,结果表明:车削力预测模型和实验数据的拟合度较好,回归方程效果显著,能较好的反映各切削力和切削用量之间的关系。

基于DEFORM-3D和SPSS的镍基高温合金Inconel 718车削力模型分析

为找到影响镍基高温合金Inconel718车削的主要可控因素,选择CNC编程中常用的切削用量设计正交试验,并模拟车削时三个方向的车削力对其进行极差与方差分析,建立了车削力模型预测的回归方程。对影响车削力的主要因素进行了F统计,分析出各因素的显著性影响因子与极差和方差的分析基本一致,证实了车削力模型的真实性。

基于切削参数和刀具状态的车削力模型

建立刀具状态监控特征量与切削参数及刀具状态之间的定量或定性关系是实现刀具状态监控系统的基础 .文中以切削力为监控特征量 ,建立了基于切削参数 (切削深度、进给量、工件材料及刀具材料 )与刀具状态 (主要考虑后刀面磨损量 )的车削力模型 ,设计了车削刀具磨损的试验系统及具体的试验方案 ,并进行了相应的切削试验 .结果证明 ,该模型基本能正确反映车削力信号与刀具状态及各种切削参数之间的关系 .

基于切削参数和刀具状态的车削功率模型

动态切削功率建模是切削功率信号用于切削过程监控的关键。本文首次建立了基于切削参数 (主轴转速、进给量、切削深度 (即背吃刀量 )、工件材料及刀具材料 )与刀具状态 (主要考虑后刀面磨损量 )的车削功率模型。试验证明 。

基于Kriging插值和遗传算法钛合金车削加工参数优化

钛合金较差的切削加工性不利于保证好的表面完整性,影响钛合金零件的使用性能。基于田口方法建立钛合金车削试验模型,考察切削用量对表面粗糙度、刀具寿命、切削力和材料去除率的影响规律,以材料去除率为目标函数,以表面粗糙度、刀具寿命和切削力为约束函数,基于Krig-ing插值的响应曲面法和遗传算法构建了钛合金车削参数优化模型。研究结果表明:钛合金车削过程参数最优的水平组合为v3f1ap1r1E3,优化结果与初始试验相比,表面粗糙度、刀具寿命、切削力和材料去除率分别改善了75.86%、65.16%、36.41%和557.91%。

材料车削力的实验研究

本文采用了多因素回归正交设计的方法进行了一种难加工材料的车削实验,在给出实验模型和数学推导的基础上,借助于作者设计的计算机软件,高效完成了上述有关工作并建立了该材料切削力的数学模型,为今后的切削加工过程数值模拟、优化切削用量、刀具的结构设计以及几何参数的选择奠定了基础。

卧式车床车削振动主动控制系统设计与实验研究

分析了车削加工时振动的一般模型,并根据不同车削振动来源建立了它们各自的振动力与振动位移关系模型。针对机床运动失衡下的周期性振动,提出了一种振动主动控制方法。设计了基于PID控制算法与超磁致执行器的车削振动主动控制系统。通过数字仿真与现场试验,表明所设计的车削振动主动控制系统能有效地降低车削振动,提高车削加工精度。

基于ABAQUS和Python的镍基高温合金Inconel 718的车削仿真

为了准确地对镍基高温合金Inconel 718的车削过程进行仿真,并找出影响车削力的主要可控变量,应用ABAQUS有限元软件较精确地对镍基高温合金Inconel 718的车削加工过程进行仿真,模拟车削加工过程中背吃刀量、切削线速度、进给量等可控因素对刀具主切削力、进给抗力、切深抗力的影响。调用Python中的Pandas库读取正交试验表中的数据并算出各因素对刀具受力的相关系数矩阵,通过对比相关系数得出各主要因素对刀具受力影响程度的大小,验证了该材料车削仿真的准确性。

基于AM60镁合金超精密车削残余应力仿真及实验

为改善AM60镁合金超精密车削加工工艺方法,采用金属切削理论和有限元分析法对超精密加工进行微米级仿真,建立三维有限元模型,并利用AdventEdge软件对残余应力进行仿真分析,研究切削参数对残余应力的影响规律,为验证仿真的结果,对AM60镁合金压铸件进行车削加工,并利用X射线衍射仪对已加工工件表面残余应力进行测量。仿真结果表明:单点金刚石刀具具有的超高导热性,对残余应力分布的热效应起到了一定的抑制作用。工件表面残余应力随着切削深度的增大而减小,随着切削速度的增加而增大。切削进给量对残余应力的影响最明显,切削速度及切削深度影响较小。通过实验测量结果对仿真结果进行验证,为AM60镁合金超精密车削工件表面残余应力的控制打下一定基础。

一种新的车削力预测方法研究

提出了一种新的车削力预测方法并给出了新车削力预测的基本步骤。该方法基于一次车削实验,通过确定出刀具前刀面上三个切削力系数,即可实现不同刀具角度参数及不同切削用量参数条件下的车削力预测。切削实验结果表明,所建立的车削力预测方法可行且具有较好的预测精度。

铝合金7075车削温度的有限元研究

切削温度对切削加工有很大的影响。在Deform-3D中建立了铝合金7075的车削有限元模型,以切削用量为因素设计了正交试验方案,对车削加工进行仿真研究。通过数据处理,得到了切削用量对切削温度的影响程度、最优水平组合及影响的显著性。依据正交试验结果,建立了车削温度预测模型并进行了拟合优度和回归显著性检验,结果表明:车削温度预测模型和实验数据的拟合优度非常好,回归方程效果显著。

精密车削过程的切削力建模研究

精密车削加工过程中的切削力对刀具磨损和工件的加工质量有着重要的影响,是选取切削加工参数的重要参考因素。文中基于金属切削机理和材料本构关系建立了一种新的精密车削力解析预测模型。首先,分别建立了考虑刃口圆弧半径与变化的滑动摩擦因数影响的剪切力系数模型和犁耕力系数模型;然后提出一种考虑材料强化效应影响的剪切流动应力求解方法;最后通过车削实验验证所建模型的有效性。

车削加工时间定额的算法研究

工时定额是企业管理的一项基础工作,是企业进行科学化、标准化管理的必要手段。随着制造业向智能化、信息化制造发展,对工时定额制定的科学、准确性提出了更高的要求,而目前多数企业沿用的经验估工法、统计法,制定工时定额比较粗糙,无法满足自动化生产线、精密加工设备对时间、节拍的精确要求,导致排产不均衡,产能波动及制造资源浪费。车削加工时间定额的算法研究从分析加工工艺过程入手,研究加工工艺、切削设备、切削参数与工时定额的内在联系,确定工时定额方法。通过车床切削工艺参数的确定、不同加工类型工时定额计算模型的设计,得到了系统计算车削工时定额的方法,通过与工厂实际车削过程验证对比,证明具有较高的准确性和良好的实用性。

高速切削中工件热变形误差形成机理研究

在三维车削模型的基础上,使用有限元软件Deform-3D对高速切削中车削速度、进给速度和背吃刀量进行了正交车削试验。根据试验结果提出了三维车削模型的工件热变形误差形成机理,在此基础上从刀具和加工工艺的角度提出了减少工件热变形误差的方法。