細長軸車削參數(shù)優(yōu)化及尺寸誤差監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、細長軸是典型的難加工工件之一，在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應用。當前，細長軸的加工主要依靠操作者的經(jīng)驗，缺乏系統(tǒng)有效的理論指導，對工人的技術水平要求高，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量很不穩(wěn)定。影響細長軸加工質(zhì)量的主要原因是加工過程中工件的受力變形和振動，這種影響在普通軸加工中表現(xiàn)并不突出，故對普通軸的研究方法并不完全適用于細長軸。因此，通過理論分析定量研究細長軸車削加工中的尺寸誤差和振動特性，并用其指導工程實踐，對于細長軸工件車削加工具有重要的理論意義

2、和應用價值。
　　本文在概括總結(jié)和分析細長軸車削加工特點及難點的基礎上，圍繞細長軸加工中的尺寸誤差和切削穩(wěn)定性進行了深入研究，為細長軸的實際生產(chǎn)提供了系統(tǒng)有效的指導。考慮到當前階段跟刀架仍然是細長軸車削加工中必不可少的輔助工具，故重點研究了跟刀架對細長軸加工中的尺寸誤差和振動特性的影響，以指導大長徑比細長軸工件的車削加工。
　　首先，深入分析了細長軸車削加工中尺寸誤差的形成過程，建立了使用跟刀架車削細長軸時的尺寸誤差預測模型

3、。該模型綜合考慮了工件、跟刀架、夾具和刀架彈性變形對尺寸誤差的影響?；诮⒌念A測模型，分析研究了工件的裝夾方式、跟刀架的剛度和切削用量對尺寸誤差的影響規(guī)律。試驗結(jié)果顯示，建立的尺寸誤差預測模型具有良好的預測精度，為減小細長軸車削加工中的尺寸誤差、優(yōu)化切削參數(shù)提供了依據(jù)。
　　然后，深入研究了細長軸車削加工中的振動特性，針對再生型顫振建立了細長軸車削加工穩(wěn)定性極限的預測模型。定量研究了工件的裝夾方式、跟刀架的剛度、重疊系數(shù)及工藝系

4、統(tǒng)動力學參數(shù)對穩(wěn)定性極限的影響規(guī)律，并在此基礎上給出了提高細長軸車削穩(wěn)定性的措施。試驗表明，建立的加工穩(wěn)定性預測模型預測精度良好，為改善細長軸加工穩(wěn)定性、優(yōu)化切削參數(shù)提供了依據(jù)。
　　再后，采用遺傳算法對細長軸多次走刀加工中的切削參數(shù)進行了優(yōu)化。由于細長軸車削加工中所采用的背吃刀量遠小于普通軸加工，往往需要進行多次走刀加工才能完成細長軸切削，故建立了多次走刀加工中參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學模型。進而利用尺寸誤差模型和切削穩(wěn)定性模型對優(yōu)化過程進

5、行了約束，使得細長軸加工既可實現(xiàn)無顫振切削，又能在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，顯著提高加工效率。
　　最后，建立了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的細長軸車削加工尺寸誤差實時監(jiān)測系統(tǒng)。結(jié)合正交試驗法和神經(jīng)網(wǎng)絡建模技術，對實時預測模型的輸入?yún)?shù)進行了選擇，提高了尺寸誤差的實時預測精度。結(jié)果顯示，進給量、工件長徑比、背向力、進給力和切削點位置是構(gòu)成細長軸尺寸誤差實時預測神經(jīng)網(wǎng)絡模型的最佳輸入?yún)?shù)組合。在線監(jiān)測試驗表明，建立的實時監(jiān)測系統(tǒng)具有良好的預測精度，