复杂曲面铣削加工参数双神经网络优化方法研究

针对复杂曲面加工效率低、能耗高、表面质量难控制的问题,以及加工参数和目标之间关系确定的难题,建立了考虑复杂曲面特征的双神经网络优化方法。首先,用曲率表示复杂曲面加工复杂度来描述曲面特征,以曲面加工复杂度、主轴转速、进刀量、进给速度和路径间距为设计变量,以加工时间、能量消耗和表面粗糙度为目标函数,建立了复杂曲面加工参数的优化数学模型;其次,采用BP神经网络以黑箱法建立加工参数与优化目标的非线性关系,结合ALM神经网络方法对加工参数进行了优化。该方法解决了复杂曲面加工参数的优化问题,对提高复杂曲面加工效率和质量有一定的理论指导作用。     

NURBS自由曲线、曲面的等距算法及其在数控加工中的应用

推导了NURBS曲线、曲面的各阶导矢、等距曲线曲面的各阶导矢及其曲率的计算公式，分析了参数曲线曲面线性插值误差，讨论了插值等距曲线曲面上点的采样原则，B样条形式表达的插值曲线曲面的求解方式以及减少B样条形式表达的插值曲线曲面的数据冗余的方法，最后将上述理论应用于两轴联动行切加工的刀位计算。     

自由曲线、曲面的等距算法及其在数控加工中的应用

推导了NURBS曲线、曲面及其等距曲线、曲面的各阶导矢以及曲率计算,分析了参数曲线、曲面的线性插值误差,讨论了插值等距曲线、曲面上点的采样原则及B样条形式表达的插值曲线、曲面的求解。最后提出了三轴联动行切(NC)加工的刀位计算方法。     

自由曲面数控加工刀位轨迹与加工精度的研究

自由曲面数控加工刀位轨迹规划与加工精度的控制，是计算机辅助制造(CAM)必须要解决的问题。由于自由曲面加工的数控程序是由序列线性插值的刀位构成的，在确定走刀步长和切削行距时必须考虑线性逼近误差和残留高度(或过切量)。论述了立铣刀用于较小曲率曲面加工时刀位轨迹的生成方法，切削步长和立铣刀铣削时后跟角的计算方法，给出了立铣刀过切干涉检查方法，直接给出了加工微分几何结构不同的曲面时，影响加工精度的接刀刀痕高度的数学表达式，用图表达了4个给定的切削行距时，接刀刀痕高度与刀具半径的比值与铣刀倾斜角(后跟角)的关系。     

装配式成形铣刀刀刃曲线研究

装配式成形铣刀由于其可调性和可换性等优点,在加工复要曲面中得到广泛应用,而铣刀刀刃曲线设计正是装配式成形铣刀设计的技术难点。难过分析铣刀刀刃曲线的几何性质,推导出它的数学方程,进而求取刀片中心位置坐标,完成刀刃曲线的计算机辅助设计,利用该原理制作的装配式成形铣刀修整的机车轮缘踏面轮廓,完成符合要求,比传统的车削修整提高工效两倍以上。     

自由曲面数控加工刀位轨迹与加工精度的研究

自由曲面数控加工刀位轨迹规划与加工精度的控制,是计算机辅助制造(CAM)必须要解决的问题。由于自由曲面加工的数控程序是由序列线性插值的刀位构成的,在确定走刀步长和切削行距时必须考虑线性逼近误差和残留高度(或过切量)。论述了立铣刀用于较小曲率曲面加工时刀位轨迹的生成方法,切削步长和立铣刀铣削时后跟角的计算方法,给出了立铣刀过切干涉检查方法,直接给出了加工微分几何结构不同的曲面时,影响加工精度的接刀刀痕高度的数学表达式,用图表达了4个给定的切削行距时,接刀刀痕高度与刀具半径的比值与铣刀倾斜角(后跟角)的关系。     

自由曲面砂带磨削轨迹规划与误差控制分析

砂带磨削是提高自由曲面工件型面精度和表面质量的重要手段之一,针对目前自由曲面砂带磨削加工在效率和精度方面存在不足,基于砂带磨削加工的特性,提出了一种基于加工精度控制的自由曲面砂带磨削加工的轨迹规划方法。首先,对实现无曲率干涉的接触轮半径及满足加工允差的接触轮宽度进行了公式推导,结合轮与曲面上加工点主曲率关系,通过双倍体的遗传算法优选出满足自由曲面要求的加工允差,并获取无曲率干涉加工需求的接触轮尺寸参数。然后,基于加工点的主曲率方向实现加工轨迹的自适应宽行距规划,同时采用柔顺处理算法对其点导动规划过程中当曲面存在扭曲时的磨头潜在的大幅往复摆动运动进行了柔顺处理,获得了行距稳定且满足加工时接触轮在磨削点处始终与自由曲面达到最佳贴合效果的磨削轨迹。最后,应用该方法对某航空发动机叶片型面进行轨迹规划,并在数控砂带磨床上进行了加工验证。结果表明：规划的磨削加工轨迹能够使得叶片轮廓截面精度较好地满足加工要求,提高了叶片型面的表面质量和精度,证实了该方法的有效性和实用性。本文提出的轨迹规划方法可科学合理地控制曲面预期加工允差,解决了在自由曲面砂带磨削过程中因接触轮尺寸参数选择不当而引起的局部干涉的计算难题,能够有效提高砂带磨削加工的效率和精度。     

曲面铣削加工安定界限的理论解析与预测

讨论了用球头铣刀进行曲面加工时共振安定界限的预测方法,重点分析了法向方向角对共振安定界限的影响,以Tobias稳定切削理论为基础,将Altintas的有关分析方法扩展到曲面切削,通过建立当量比切削指数,可绘出曲面铣削加工理论安定界限图,为曲面加工的振动控制提供了一个理论基础。     

自由曲面等粗糙度数控加工刀具路径规划

从自由曲面数控加工特点和工程应用需要出发，提出了基于等粗糙度原则的刀具路径规划方法。与其它刀具路径规划方法相比，能够进一步提高零件的加工精度，省去其它后续精加工工序，缩短加工时间，节约加工成本。在计算刀具路径时，将空间点的计算映射到平面参数域内进行，保证了算法的稳定性、可靠性。     

涡旋曲面铣削加工工艺改进

涡旋线是一种曲率在时刻变化的复杂曲线,涡旋面铣削加工中,动态前后角、切削层厚度（切深）以及切削力都随之变化,如果切削用量设计不当,将使动态切削状态恶化,严重降低刀具寿命,影响加工效率,这些影响切削性能的因素都与进给量直接有关。当曲率增大,切深加大,动态后角变小,以及切削力增加,这种现象明显地表现在涡旋曲线接近中心的部位,往往导致刀具急剧磨损以致断裂,严重影响生产率。因此涡旋曲面铣削加工进给率计算必须考虑其曲率的变化,但通常是根据经验按曲率的变化分段安排进给率,不是以精确计算为依据。为了改进涡旋曲面铣削加工工艺,本文工作结合涡旋压缩机主体涡旋盘常用的涡旋线建立数学模型,计算单位时间进给的切削层厚度,提出进给率优化方法,并利用Weilenmann方法计算相应的切削力,参照工艺性和经济性的要求、改善现行的涡旋加工工艺。     

微织构球头铣刀加工钛合金的有限元仿真

为了研究微织构对球头铣刀切削性能的影响与表面微织构的抗磨减摩性能,通过分析微织构的设计理论,对微织构刀具和普通刀具切削钛合金TC4进行了三维动态切削仿真,对比分析了两种刀具在切削过程中切削力、切削温度及刀具磨损的变化.结果表明,在干式切削条件下,微织构刀具在切削过程中切削力降低了16%,切削温度降低了13%,磨损深度值是普通刀具的25%,但刀具变形变大.微织构在球头铣刀切削过程中能够减小切削力,降低切削温度,减小刀具前刀面的磨损,延长刀具寿命,但可能会影响加工精度.     

SUS304钢的振动滚压加工表面粗糙度的推算

本文在用振动滚压超精加工新工艺对 SUS304不锈钢零件表面进行精加工实验的基础上,建立了振动滚压加工的力学-数学模型.依据该模型和大量试验数据推导出振动滚压加工后表面粗糙度的经验计算公式.还分析了加工参数(滚压力,进给量,振动颓率,振幅等)对表面粗糙度的影响。     

低合金耐磨球墨铸铁磨球研制理论依据

从磨料磨损机理初步探索的基础上,对磨球在其服役过程中的受力情况进行分析,并对磨球磨损表面进行了形貌分析摸清磨损特征及其主要影响因素。从而本文提出用低合金耐磨球铁来研制磨球,通过实际运转试验,磨球使用寿命为锻钢球的13—15倍,并取得了较好的经济效果,实践证实,这种设计路线是对头的,行之有效的。     

工程陶瓷复杂回转表面的线切割加工方法及表面粗糙度研究

提出了线切割加工导电工程陶瓷回转表面的新工艺.对普通快速走丝线切割机进行了改造,在机床上加装带动工件回转、并能传递加工电流的工件主轴装置,实现了对工程陶瓷复杂回转表面的放电加工.采用正交多项式回归设计对线切割放电加工碳化硼陶瓷回转表面的工艺参数进行优化,得到了较低的表面粗糙度,验证了线切割放电加工导电工程陶瓷回转表面新工艺的可行性.     

可控电解珩磨加工的电流控制技术及金属去除规律的研究

研究了以微机实时控制电解珩磨过程中工件表面的电解电场强度,从而调控各点的金属去除速度,获得工件要求的几何形状精度的新加工方法（可控电解珩磨）．该方法在降低工件表面粗糙度的同时,还具有纠正工件几何形状误差的能力,尤其适用于高精度复杂形状工件和难加工金属材料的精密加工．本研究采用不完全微分算法实现电解电流的闭环控制,并且应用人工神经网络技术建立了系统的施电模型．实验结果表明,该方法可获得满意的加工精度．     

正交车铣运动轨迹的研究

为了研究正交车铣加工时轴向进给量、铣刀与工件转速比以及铣刀偏心量等主要切削参数对被加工零件表面质量的影响,通过对正交车铣运动过程的分析,在建立了正交车铣加工刀具运动矢量模型的基础上,应用高级计算机语言编程和实际运行,对其运动轨迹进行了仿真．通过对仿真图形和正交车铣加工实验结果的综合分析比较,归纳总结了轴向进给量、铣刀与工件转速比以及铣刀偏心量等主要切削参数对被加工零件表面质量的影响．结果表明,减小铣刀的轴向进给量、增加铣刀与工件的转速比,均可减小被加工表面粗糙度,提高表面加工质量,而偏心量的变化对被加工表面粗糙度的影响很小．     

立装机夹式球头立铣刀端刃设计理论研究

建立了立装机夹式球头立铣刀端刃几何造型的数学模型 ,利用该模型可计算出刀体上刀片槽的加工调整参数 ,刀片圆弧半径以及铣刀几何角度沿切削刃的分布     

Influence of surface roughness on flotation kinetics of quartz

Surface roughness of quartz particles was determined by measuring the specific surface area of particles. The wettability characteristics of particles were determined by measuring the flotation rate using a laboratory flotation cell. Experimental results show that the rod mill product has higher roughness than the ball mill product. For the particles with larger surface roughness, the flotation kinetics constant is also higher. Finally, empirical relationships between surface roughness (r) and the flotation kinetics constant (k) of quartz particles as k=A+Br+Cr ^0.5lnr+D/lnr+E/r and k=A+Br are presented, in which A, B, C, D and E are constants related to experimental conditions and mineralogical properties of mineral.     

ZA22／Al_2O_3f复合材料的机械加工与表面粗糙度

通过对ＺＡ２２／Ａｌ２Ｏ３ｆ复合材料机械加工表面粗糙度的研究，得知合理选择切削参数是提高加工表面质量、降低表面粗糙度的重要手段。高的切削速度、小的进给量及小的切削深度对提高该复合材料的表面质量有益。在同一车削条件下，该复合材料表面质量优于ＺＡ２２合金及４５＃钢，且表面粗糙度随着ＺＡ２２／Ａｌ２Ｏ３ｆ短纤维体积含量的增加而降低。表明了该复合材料具有良好的加工性     

正交车铣高强度钢表面粗糙度的研究

针对58SiMn高强度钢材料,在改造的CE7132A仿形正交车铣机床上进行了一系列的正交车铣表面粗糙度试验,分析研究了正交车铣高强度钢时切削用量与表面粗糙度之间的关系．研究结果表明：正交车铣高强度钢能够以比普通车削、铣削更高的加工效率获得很小的表面粗糙度．