以优切削参数来获得表面粗糙度和加工时间.ppt

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1、在机械加工模具的一体化CAD-CAPP-CAM系统中，结合最优的切削参数使加工时间和表面粗糙度最小化2011-01-04主要内容本篇论文研究的核心思想引言（参数介绍）背景和实验步骤结果和讨论的分析总结1、核心思想本篇论文的主要目的在于使最优的切削参数与CAD-CAPP-CAM系统一体化，用于机械加工模具。核心思想：结合最优的切削参数这个有效手段，使加工时间最小化，并同时保护机械表面的品质（表面粗糙度）。返回2、引言（参数介绍）选择最优参数的意义在广泛的注模市场上，很多大型公司已经尝试引进灵活的制造系统来应对不断变化着的竞争市场的需求。通常地，模具的设计涉及到很多复杂的表面和表面制造的品质

2、。为了确保加工面的质量，减少加工成本和提高加工效率，在数控加工中挑选最优的加工参数是非常重要的。切削参数的介绍通过注模加工过程制造而成的产品的性质，在很大程度上受一些因选择性最优加工参数而形成的模具表面的影响，而这些参数包括切削速度、馈送率、半径和轴的的切割长度、加工公差和表面粗糙度等。这些参数的最优化在机械加工过程的计划中是关键的组成部分。切削用量视频切削速度切削速度指主运动速度，即单位时间内工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离。为了便于对数控切削加工过程中机床主轴的控制，数控加工以机床主轴转速来描述刀具相对于工件的主运动。切削速度与主轴转速n有如下关系式：进给量和进给速度进给量f是指

3、工件或刀具转一周(或每往复一次)，两者在进给运动方向上的相对位移量。进给速度是指单位时间内工件或刀具沿进给方向移动的距离。进给速度与进给量满足如下关系式：数控铣削加工时，进给速度与铣刀每齿进给量有如下关系式：背吃刀量背吃刀量指刀具切削刃与工件的接触长度在同时垂直于主运动和进给运动方向上的投影值。dw——工件待加工表面直径（mm）dm——工件已加工表面直径（mm）加工公差加工公差包括位置公差和形状公差。表面粗糙度表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），用肉眼是难以区别的，因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面

4、越光滑。表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响。为了加工参数的最优化，许多定量法已经往单一物体方面考虑发展，例如成本最小化，生产效率最大化，利润最大化等。几种不同的技术已经被运用在单目标的优化过程中，像微分学，回归分析法，线性规划，几何学和随机规划法，神经网络等等。另外，切削时间和工具使用寿命也会影响加工产品的成本和质量。目前，大部分关于切削参数的研究已经集中于发展确切的方法来解决上述问题。最高生产率目标函数指加工一个零件所花的时间t最少为优化目标来建立函数关系式：最低生产成本目标函数指加工一个零件所花的成本最低为优化目标建立函数关系式：最大利润率目标函数指在加工时单位时间内

5、盈利最多。即利润率为：单件利润G为每件产品的收入和每件生产成本之差。在这项研究中，我们用CATIAR16的仿真功能来预测切削参数在铣削注模的零件切削参数作为加工模拟的输入值；加工模拟的输出值就被RSM分析研究来获得切削时间和表面粗糙度的相关方程式；把这些方程式带入目标函数用来寻找最优切削参数。返回3、背景和实验步骤RSM和实验准备RSM是数理统计方法的集合，用来做建模造型和分析工程学问题。在这个技术中，主要目标是优化被各种过程参数影响的反应表面。它利用了目标的近似值和约束作用。这个近似值基于在涉及范围内以选择点的功能评价。这些被构造的近似值使用了多项式函数，一般来讲，任何顺序的一个多项式

6、都能被使用。RSM在控制输入参数和获得的反应表面之间的关系中确定数量。1.RS模型状态来源于RSM的一种重要的RS模型状态是实验的计划，多项式顺序的选择被用来分析模型的反应表面。预测五个切削参数：切削速度、馈送率、半径和轴的的切削深度和加工公差。目标是减少用于机械加工模具的表面粗糙度以及缩短机械加工时间。2.减少表面粗糙度---目标1通过铸模过程制造的产品质量很容易被从洗削过程中获得的模型表面影响。在洗削操作中，理论的表面粗糙度一般来说是依靠切削工具的几何构造、工具的材料、工件的几何构造、工件的材料、机械工具的刚度等等。对于一个特别的工件-工具的几何构造，在洗削中的表面粗糙度被评价为一种

7、切削速度、反馈速度和轴的切削深度的功能。因此表面粗糙度作为一种影响切削条件的功能。这些产品的表面质量一般来讲与表面粗糙度有关，也能通过测量表面粗糙度来决定。3.缩短机械加工时间---目标2对于切削时间，使用了CATIAR16的机械加工仿真功能提取出切削时间值，并把切削时间作为一种切削参数功能。实验的计划和条件应用了中心混合设计（CCD)这个方法这个方法包含了53种路线，也提供了对应五个切削参数的五个因素来作为五个独立的变量。起初，通