本文摘要:
3.2 車銑復(fù)合 CK36F 上的加工工藝
本文通過對齒輪滾刀傳統(tǒng)粗加工工藝進行分析,指出了滾刀傳統(tǒng)粗加工生產(chǎn)效率低且人工決策工藝時存在“一致性”的問題,難以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性,而開發(fā)針對滾刀車銑復(fù)合加工的CAPP系統(tǒng)以實現(xiàn)自動決策滾刀加工工藝。根據(jù)目前工藝決策研究的現(xiàn)狀,利用優(yōu)化模型決策滾刀加工參數(shù)的方法以解決滾刀車銑復(fù)合加工工藝缺少的問題,在獲得工藝數(shù)據(jù)后構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對數(shù)據(jù)集進行訓(xùn)練學習,利用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)去決策滾刀車銑復(fù)合加工工藝;兩者由MATLAB編寫程序,程序驗證了CAPP系統(tǒng)決策滾刀車銑復(fù)合加工工藝的正確性和可行性,模型獲得了滾刀車銑復(fù)合加工的工藝數(shù)據(jù),也實現(xiàn)了滾刀車銑復(fù)合加工工藝的準確、智能化決策。最后,根據(jù)研究內(nèi)容,在VS2017平臺編寫了相應(yīng)的人機交互軟件供生產(chǎn)實踐使用。具體研究結(jié)論如下:
1)滾刀車銑復(fù)合加工工藝分析
本文分析了齒輪滾刀的結(jié)構(gòu),根據(jù)其傳統(tǒng)粗加工的加工特點,確定了車銑復(fù)合加工的各個工序;結(jié)合生產(chǎn)實際,對車銑復(fù)合加工工藝各工序的加工參數(shù)進行了修改、增刪,以貼合實際生產(chǎn)要求,確定了車銑復(fù)合加工工藝各工序的加工參數(shù)。
2)滾刀車銑復(fù)合加工優(yōu)化模型構(gòu)建
根據(jù)生產(chǎn)實際本文分析了滾刀加工所要達到的質(zhì)量和效率要求,因此確定了加工用時優(yōu)化目標;同時根據(jù)部分工序所要求的表面粗糙度技術(shù)要求以及實際生產(chǎn)中機床的加工能力,對表面粗糙度和切削參數(shù)進行約束;以各工序的切削參數(shù)為優(yōu)化變量,然后研究分析了各工序加工參數(shù)與優(yōu)化目標之間的理論關(guān)系,綜合其理論關(guān)系與約束條件,構(gòu)建優(yōu)化模型;使用遺傳算法對其迭代求解。仿真計算結(jié)果表明:在滿足加工質(zhì)量的前提下,優(yōu)化模型能夠求解得到加工時間較少的滾刀車銑復(fù)合加工切削參數(shù)。
3)滾刀車銑復(fù)合加工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建
本文分析了滾刀加工工藝決策的已知參數(shù)與待求解參數(shù),將其作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入和輸出;對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反向傳播算法進行研究分析,改進了其反向傳播的過程,將改進算法應(yīng)用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練、測試過程中;為了簡化模型、提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)決策的準確性,本文選擇了兩套方案神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方案,通過對比兩者的預(yù)測性能,擇優(yōu)選用了方案二BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu),進而對工藝數(shù)據(jù)集進行了訓(xùn)練學習以及測試。測試結(jié)果表明:所有預(yù)測參數(shù)的命中率在80%以上,基本實現(xiàn)了本文要求的準確決策切削參數(shù)的預(yù)期目標。
本文所設(shè)計的CAPP系統(tǒng),通過MATLAB的仿真測試后,證實了該系統(tǒng)決策齒輪滾刀車銑復(fù)合加工工藝的正確性和可行性,實現(xiàn)準確、自動化決策滾刀工藝的目標,提高了滾刀加工質(zhì)量的穩(wěn)定性;相應(yīng)人機交互軟件的測試結(jié)果,表明了該系統(tǒng)對滾刀實際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。
本文對滾刀車銑復(fù)合加工工藝自動決策做了深入的研究,雖然取得了一定的成果,但是僅局限于滾刀粗加工工藝,即滾刀能夠在車銑復(fù)合加工機床上加工的工藝,不夠全面,滾刀后續(xù)的加工工藝需要在今后的實際工作中作進一步研究:
1)本文主要針對常見的整體式滾刀作了車銑復(fù)合加工工藝的決策,其它結(jié)構(gòu)滾刀的工藝需要進一步研究。
2)本文的優(yōu)化模型考慮了加工時間目標,根據(jù)“綠色制造”的要求,可以考慮將制造過程中的碳排放量作為目標之一,但限于實驗條件無法在此方向作深入的研究,后續(xù)工作需要對其深入研究。
3)由于車銑復(fù)合加工中心還在研發(fā)生產(chǎn)中,本文研究、設(shè)計的CAPP系統(tǒng)未能應(yīng)用于車銑復(fù)合中心,待條件成熟,需要將本文所設(shè)計的CAPP系統(tǒng)應(yīng)用于車銑復(fù)合加工生產(chǎn)實踐。
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