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钻削加工的优化策略研究.pdf

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钻削加工的优化策略研究.pdf

中国机械工程第卷第期年月下半月文章编号一一一钻削加工的优化策略研究魏小鹏张建明摘要研究了数控机床钻削加工切肖用量的计算机辅助优化。以最大生产率或最低加工成本为目标,进给量和切削速度为变量,建立了数学优化模型。采用数学分析与图形表达相结合的确定性方法,开发了优化策略及相应的软件。试验验证了该优化策略的有效性和经济性。关键词优化策略钻削加工数控机床中图分类号,文献标识码魏小鹏教授加工过程中,合理切削用量的选择不仅能保证加工质量,还能提高生产率和降低生产成本。尽管人们很早就认识到切削用量优化的重要性,但至今其选择还大多依赖于经验和手册。这虽然能保证加工任务的有效完成,但却远不能达到最优。因而切削用量优化具有非常重要的意义。近年来,一种数学分析与图形表达相结合的确定性优化策略被应用于车削与铣削加工。一‘〕。与其它数学规划方法一〕相比,这种方法不仅易于获得全局最优解,且优化时间较短,非常适合的在线生产。针对数控机床钻削加工,本文运用数学分析和图形表达结合的确定性方法,开发了相应的优化策略,并通过试验验证了该策略的有效性。优化策略。依据钻削加工中切削速度计算公式,可导出刀具寿命计算公式为,‘”八。‘”,”、式中,为钻头直径为切削速度为每转进给量、、,和为常数。加工孔深的切削时间。可近似表示为。、,。脚式中,产气将式和式代人式得,,,,,‘一‘汤录“”一‘一,‘”,一‘‘一“’‘式中,和假定为最小,和则给定,优化变量为每转进给量与切削速度。钻削加工优化数学模型目标函数以最大生产率和最低加工成本为目标,分别建立钻削加工目标函数,一,,。,冬约束函数主要考虑机床性能约束和钻头强度约束。其中,机床性能约束包括切削速度和进给量边界约束、最大轴向力约束、最大扭矩与功率约束。切月纽方兔度边界约来“。。,二动、式中,为每孔加工的平均总耗时为工件装卸时间汰为每孔钻削时间为换刀时间。为每孔有效钻削时间为刀具使用寿命。式中,。和为所给钻头的切削速度边界‘。和为机床主轴转速边界。进给登边界约来几。爪,式中,几。和二为由机床进给量限定的进给量边界值。一“‘‘

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