模具型腔数控粗铣工艺分析研究

进行了模具型腔数控铣削加工工艺分析研究。介绍了数控铣削刀具与切削用量。对模具型腔加工特征进行详细分析,基于UGNX软件确定了对应于各种特征的加工方法和刀具。提出了模具型腔粗铣加工刀具简易组合方法,进行了走刀方式分析比较。     

基于田口法和响应面法的数控铣削工艺参数能效优化方法

为研究机床能量效率与工艺参数耦合的复杂机理,提出一种基于田口法和响应面法的数控铣削工艺参数能效优化方法。分析加工过程中的能耗特性,建立了数控铣削加工能量效率函数。基于田口法规划优化实验,并基于响应面法建立工艺参数与比能和加工时间的回归方程,构建了以铣削加工工艺参数为变量、以高能效和高效率为优化目标的多目标优化模型。使用多目标粒子群优化算法对该模型进行求解,并通过实验数据和算法优化结果分析了加工过程中工艺参数与比能及加工时间的关联关系。     

基于GA-BP与NSGA-Ⅱ的数控铣削参数优化研究

高效低碳制造是可持续发展的关键,而数控铣削作为常用的金属表面加工方法存在刀具寿命短、碳排放量高的问题。提出基于NSGA-Ⅱ的GA-BP多目标优化方法,通过分析不同加工参数条件下的数控铣削刀具寿命及碳排放数据集,建立GA-BP神经网络刀具寿命及碳排放预测模型。基于NSGA-Ⅱ算法建立以刀具寿命、碳排放量为目标的主体优化模型,调用构建的GA-BP神经网络模型作为目标函数进行优化求解,得到Pareto最优解集。对Pareto最优解集进行TOPSIS最优解决策,得到综合优化刀具寿命与碳排放量的加工参数组合。优化结果表明：该方法既可以对数控铣削刀具寿命及碳排放量进行准确预测,还可以对两者进行有效优化,对数控铣削参数优化具有一定的理论指导意义。     

面向低能耗少切削液的多目标加工参数优化

数控加工是一种广泛采用的机械制造加工方法,为实现数控加工的高能效,从数控铣削加工的低能耗少切削液两个方面对切削参数进行优化,建立切削加工过程能量消耗目标函数和切削液消耗目标函数。考虑加工过程中数控机床设备性能和加工质量的实际约束条件,建立以数控加工的切削速度和进给量以及切削液流速为优化变量,以最低加工能耗和最少切削液消耗为目标的多目标优化模型,并应用非支配排序遗传算法-II对优化模型进行优化求解。最后,通过某具体实例验证了所建模型的有效性。     

面向能量效率的数控铣削加工参数多目标优化模型

切削参数是数控加工工艺中的重要组成,切削参数的合理选择能够显著影响到机床能量效率。为提高机床能量效率,分析数控铣削加工的能耗构成特性和加工时段能耗特性,建立数控铣削加工能耗模型,并通过非线性回归拟合获取能耗模型的相关系数,建立了以最高能量效率和最小加工时间为目标的多目标优化模型,采用连续禁忌算法对模型进行优化求解。通过算法优化结果与试验结果进行对比分析,验证了能效模型的有效性。     

面向节能优化的数控铣削参数优化方法研究

切削参数的选择直接关系到产品加工过程的节能生产。为实现零件加工过程的节能优化,针对加工中心一次铣削加工下切削参数的优化问题,考虑加工过程机床设备性能和刀具寿命的实际约束条件,建立了以数控铣削过程的铣削速度和每齿进给量为优化变量,以最少电能消耗和最低加工成本为优化目标的多目标节能优化模型。引入加权求和法将多目标优化模型转换成单目标优化模型,并采用粒子群算法对模型进行优化求解。最后,以某具体实例的加工过程为例验证了所建模型的有效性,并对优化结果进行了分析。     

面向能耗的多刀具孔加工刀具直径及工艺参数集成优化模型

刀具直径和工艺参数对机床加工能耗影响显著。与单独优化刀具直径或单独优化工艺参数相比,开展刀具直径及工艺参数集成优化能进一步降低机床加工能耗。为实现面向低能耗的多刀具孔加工过程中刀具直径及工艺参数集成优化,首先,系统地分析了多刀具孔加工过程的加工时间和加工能耗;然后,建立以刀具直径和工艺参数为优化变量,以最小加工能耗和加工时间为优化目标的多刀具孔加工多目标集成优化模型,并采用粒子群算法对模型进行优化求解;最后,基于实际案例分析了刀具直径及工艺参数集成优化的必要性,并通过对比分析,验证了该模型的有效性和实用性。     

碳效率目标下的铣削切削参数优化研究

为了提高数控铣削加工过程的能量利用率,降低铣削加工过程中的碳排放量,基于铣削加工能耗分析的基础,建立了数控铣床能耗模型,并基于铣削工艺输入输出特性提出了铣削工艺碳排放评估函数,结合材料去除率提出碳效率概念,以此作为优化目标,并以机床主轴转速和进给量作为优化变量,考虑机床各项性能参数和工件的加工质量等约束,建立了基于碳效率的数控铣削切削参数优化模型,并通过案例,采用遗传算法对模型进行优化求解,验证了该模型的有效性。     

圆型腔零件粗铣削加工编程方法的探讨

为了提高加工效率,延长刀具寿命,改善工件表面质量,提出了一种新的加工方法--半圆渐进滚铣圆法,对该方法的工艺、编程、加工过程和特点进行了详细阐述,为圆型腔零件的数控铣削加工提供了新的参考.     

数控铣削加工工艺参数优化方法综述

介绍了铣削力、铣削用量等数控铣削加工工艺参数,分析了材料去除率、表面粗糙度、能耗、铣刀颤振等工艺指标,并给出了数控铣削加工工艺参数的优化目标、优化方法、现有试验研究,以及近似模型。所做研究可以为数控铣削加工工艺参数的选择和优化提供理论参考。     

数字孪生驱动的数控铣削刀具磨损在线监测方法

针对数控铣床不断老化导致刀具磨损预测模型误差较大,加工过程中动态数据难以在线采集等问题,提出一种数字孪生驱动的刀具磨损在线监测方法。采用神经网络对加工过程中的多源数据进行特征提取,建立考虑机床老化的刀具磨损时变偏差量化模型,并在此基础上提出数控铣削刀具磨损的在线预测方法;开发了面向刀具磨损的数控铣削数字孪生系统,在线感知加工过程中的动态数据并实时仿真刀具磨损过程;最后,将该方法应用于实际加工中并与其他的预测方法进行了对比,结果表明该方法有效降低了机床老化带来的误差,实现了刀具磨损的精确预测。     

车间生产过程的能量足迹建模与加工参数协同优化

为降低零件加工过程的生产能耗,提出一种面向节能的车间生产过程多装备加工参数协同优化方法。以包含机床与机器人的定制化生产车间为研究对象,建立了考虑刀具退化动态过程的生产车间系统能量足迹模型。考虑刀具寿命、机器人运输平稳性的成本指标函数,建立了多装备系统的加工参数协同多目标优化模型。以加工时间为约束条件,使用蜂群算法获取了最优参数。实验表明,以节能目标为主的优化方案可降低机床加工能耗17.97%,降低机器人运输能耗18.13%。     

刀具半径补偿在SINUMERIK数控铣削加工中的灵活运用

刀具半径补偿功能是数控铣削加工的重要功能,介绍了使用刀具半径补偿功能实现零件外形轮廓和型腔的粗、精加工,以及在加工等宽壁厚工件和结合宏程序与系统变量,加工复杂的轮廓型腔或凸台、边缘截面为曲线的工件时的使用方法。     

模具3D型腔粗铣加工中刀具优化选择研究

在含岛和复杂曲面的模具3D型腔粗铣加工过程中,在尽可能提高加工效率的目标下,选择合适的刀具是关键。根据型腔的实体模型,分析并提取了影响刀具选择的几何约束,建立了刀具优化选择的数学模型,开发了基于定步长的切削层优化合并算法,确定了各组合层所使用的刀具直径,实现了对NC编程人员的计算机辅助刀具选择,实例验证了该方法的有效性。     

基于数控工艺信息挖掘的型腔特征粗加工刀具序列优化决策方法

为有效提升数控加工过程中粗加工刀具的使用效率,提出一种基于数控工艺信息挖掘的型腔特征粗加工刀具序列优化决策方法。首先计算型腔特征的中轴变换表征数控加工的刀具轨迹,探究中轴变换与数控加工的映射机理;然后基于加工规则和中轴变换参数,挖掘隐含在型腔特征中的深层次数控工艺信息;最后综合考虑材料去除量和加工连续性,建立刀具序列决策的多目标优化模型,采用混合蚁群/模拟退火算法进行优化求解。实验结果表明,该方法能够高效、自动生成型腔特征最优粗加工刀具序列,提升企业数控工艺设计智能化水平。     

车削刀具几何参数低碳优化建模与求解

为了实现车削加工过程的低碳化并提高加工质量,在分析车削加工过程中能耗特征及切削温度与刀具几何参数之间关系的基础上,以刀具前角和主偏角为优化变量,考虑加工过程机床设备和加工质量等约束,建立了车削加工刀具几何参数低碳优化模型;针对所建模型,提出一种基于改进的自适应遗传算法的优化求解方法。实例分析表明,以低碳排放为优化目标、以切削温度为约束条件优化车削刀具几何参数,可使碳排放和切削温度比原刀具参数分别降低12%和17%。所建模型和方法可为制造企业优化选择刀具几何参数降低碳排放提供理论方法支持。     

数控铣削加工曲面时刀具轨迹的研究

数控铣削加工曲面过程中,刀具的运动轨迹是影响加工质量的一个重要因素.研究了数控铣削加工过程中刀具轨迹的生成,以及不同轨迹形式对加工质量有何影响等内容.     

考虑刀具磨损的数控车削批量加工工艺参数节能优化方法

在数控车削批量加工过程中,刀具磨损的加剧会导致能量消耗显著增大.针对现有节能优化研究忽略了刀具磨损状态和工艺参数对能耗的协同影响的问题,提出一种考虑刀具磨损的数控车削批量加工工艺参数节能优化方法.首先,分析刀具磨损和工艺参数对数控车削批量加工能耗协同影响机理;基于此,以批量加工总能耗最低和完工时间最小为目标,以不同刀具磨损状态下的工艺参数为优化变量,建立了考虑刀具磨损的数控车削批量加工工艺参数节能优化模型,并采用多目标模拟退火算法进行优化求解.与经验方案相比,通过算法优化得到的加工方案总能耗降低14.9％,总时间降低9.8％,验证了该方法的有效性和实用性.     

基于OpenGL七轴五联动车铣复合机床仿真系统研究

提出了利用七轴五联动车铣复合机床运动模型,求解加工过程中加工轨迹的方法,在Visual C 环境下,利用OpenGL实现了数控铣削三维刀具轨迹的实时仿真,可以实时观察真实加工中刀具轨迹仿真结果。     

数控铣削内型腔的手工编程方法分析与研究

对数控铣削加工不同的内型腔进行了分析和研究,以几种不同的内型腔加工为例,提出了几种加工内型腔零件手工编程的方法,采用不同的编程方法对内型腔铣削进行编程,可以简化编程,优化程序,在实际加工中可以节省加工时间,提高生产效率.