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高速加工中心铣削内燃机缸体加工参数优化研究

作　者: 左卫民
导　师: 汤楚宙；陈育新
学　校: 湖南农业大学
专　业: 农业工程
关键词: 高速加工中心 铣削 内燃机 缸体 参数 优化
分类号: TG547
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 53次
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内容摘要


随着我国经济的高速发展及农业机械化水平的不断提高,农业机械的需求呈现出高性能、高质量和多样化的发展趋势。内燃机作为农业机械的动力装置,是农业机械的最为重要的关键部件,它对农业机械的经济性,技术性及可靠性产生重要影响,在农业机械的生产和使用中起着举足轻重的作用。缸体是内燃机的主要零件,占到内燃机总重量的32%,制造成本的28%,总制造时间的21%,缸体的加工质量对内燃机的质量起着关键性的作用。因此研究如何利用以高速加工中心为代表的现代先进制造技术对内燃机缸体加工,并对切削过程的参数进行优化,对提高我国农业机械的技术水平,推进农业机械化有着重要的现实意义与极大的经济价值。本论文在吸收前人经验的基础上,创造性地提出了两级优化的设计思路：首先将影响切削的因素分为显性回归参数与非显性回归参数两大类,然后针对两类不同参数的特点,分别采用不同的优化方法。首先针对具体切削环境,对刀具材料及刀具参数进行一级优化：针对缸体零件的材料与技术要求进行分析,选择了合适的刀具的材料,在此基础上,依据高速切削的基本规律及以往的研究成果,以加工质量指标为优化目标,采用正交实验进行优化,获得一组优化的刀具参数。并结合单因素实验分析了刀具参数对切削力的影响,进一步验证了所获刀具参数优化值的有效性。在一级优化的基础上,对切削速度,进给量,及切削深度进行二级优化：以一级优化获得的刀具参数进行切削实验,建立了切削力模型。进而建立以最高生产率,最低成本,最大利润率,综合效果最好为优化目标,以切削速度,进给量,切削深度为设计变量,以刀具参数,机床参数,工件质量,夹具参数为约束的多约束条件的优化模型。优化结果对加工中心高速铣削内燃机缸体零件具有很强的实际指导意义。更为重要的是所采用的两级优化思路与技术路线独树一帜,具有普遍推广价值,按此技术路线进行优化,对其他零件的批量生产具有重要的意义。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-14
  1 课题研究的目的与意义  9-10
  2 国内外研究的历程与现状  10-11
  3 目前研究存在的问题与发展趋势  11-12
  4 研究的主要内容,重点解决的问题,独创或新颖之处  12-14
第二章 高速加工中心加工缸体的技术要求与特点  14-19
  1 缸体的技术要求  14-15
    1.1 技术要求特点  14
    1.2 缸体材料  14-15
  2 高速加工中心的特点  15-18
    2.1 高速加工中心的特殊要求  15-16
    2.2 高速切削的特点  16-18
  3 结论  18-19
第三章 刀具材料的选择  19-23
  1 高速切削对刀具的要求  19
  2 高速切削刀具材料的种类  19-21
  3 高速铣削缸体刀具材料的选择  21-22
  4 结论  22-23
第四章 刀具参数的正交实验及优化  23-32
  1 刀具的主要参数  23-24
  2 刀具参数对表面质量的影响及优化  24-27
  3 刀具参数对刀具磨损的影响及优化  27-30
  4 结论  30-32
第五章 刀具参数对切削力的影响分析  32-39
  1 实验原理与设备  32-34
    1.1 实验原理  32
    1.2 实验设备  32-34
  2 实验及分析  34-36
    2.1 不同前角的刀具铣削试件时切削力的变化规律  34-35
    2.2 不同悬伸比的刀具铣削试件时切削力的变化规律  35-36
  3 加工中心高速铣削缸体刀具参数优化的几点基本结论  36
  4 加工中心高速铣削缸体刀具参数选择的基本规律  36-37
  5 结论  37-39
第六章 切削力的回归分析与建模  39-45
  1 高速铣削切削力正交实验  39-42
    1.1 实验因素及水平的选择  39-40
    1.2 实验原理  40-41
    1.3 实验数据采集与记录  41-42
  2 切削力数据处理与数学模型的建立  42-44
  3 结论  44-45
第七章 缸体切削参数的优化  45-52
  1. 刀具参数优化与切削参数优化的相互关系  45
  2. 优化目标函数的确定  45-48
    2.1. 以最高生产率为经营目标的优化目标函数  45-46
    2.2 以最低成本为经营目标的优化目标函数  46-47
    2.3 以最大利润率为经营目标的优化目标函数  47
    2.4 以综合效果最好为经营目标的优化目标函数  47-48
  3 设计参数的确定  48-49
  4 约束条件  49-51
  5 结论  51-52
第八章 结论与展望  52-54
参考文献  54-57
致谢词  57-58
作者简历  58

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 铣削加工及铣床 > 程序控制铣床和数控铣床
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