一種基于優(yōu)化變量的十字軸加工方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于優(yōu)化變量的十字軸加工方法，包括以下步驟：設(shè)計(jì)優(yōu)化變量以單位時(shí)間內(nèi)最大金屬切除量為粗車(chē)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行粗加工，其中，粗車(chē)目標(biāo)函數(shù)為Zw＝1000v1·f·ap，v1為切削速度，f為進(jìn)給量，ap為背吃刀量；設(shè)計(jì)優(yōu)化變量以最大加工生產(chǎn)率為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)銑削十字軸端面，其中，優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為d為端面的直徑，L為工件的銑削長(zhǎng)度，Z為刀具齒數(shù)，v2為銑削速度，fz為每齒進(jìn)給量。本發(fā)明能夠得到最優(yōu)的切削參數(shù)組合并同時(shí)兼顧生產(chǎn)效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于優(yōu)化變量的十字軸加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及十字軸加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于優(yōu)化變量的十字軸加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]十字軸的主要結(jié)構(gòu)是回轉(zhuǎn)體，零件表面大都為圓柱面和球面，需要采用車(chē)削和磨削加工完成，對(duì)于外形較為復(fù)雜的零件，通常采用銑削加工代替車(chē)削加工，不但加工效率高而且表面質(zhì)量更穩(wěn)定，能充分的體現(xiàn)銑削加工的優(yōu)越性。
[0003]在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，十字軸加工用量確定是建立在工人長(zhǎng)期的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的，不是通過(guò)理論和數(shù)學(xué)分析方法得到的，面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，要得到最優(yōu)的切削參數(shù)組合，依靠經(jīng)驗(yàn)是不完全合適的，必須依靠數(shù)學(xué)方法在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行分析優(yōu)化，十字軸的生產(chǎn)過(guò)程中涉及到多個(gè)參數(shù)之間的相互影響，而且要同時(shí)兼顧生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于優(yōu)化變量的十字軸加工方法，能夠得到最優(yōu)的切削參數(shù)組合并同時(shí)兼顧生產(chǎn)效率。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種基于優(yōu)化變量的十字軸加工方法，包括以下步驟:
[0006](I)設(shè)計(jì)粗加工的優(yōu)化變量，以切削速度V1，進(jìn)給量f，背吃刀量ap為優(yōu)化變量；
[0007](2)以單位時(shí)間內(nèi)最大金屬切除量為粗車(chē)目標(biāo)函數(shù)，粗車(chē)目標(biāo)函數(shù)為Zw =1000v1.f.ap，V1為切削速度，f為進(jìn)給量，ap為背吃刀量；
[0008](3)根據(jù)粗加工的約束條件得到最優(yōu)的切削速度V1和進(jìn)給量f，并以此進(jìn)行粗加工；
[0009](4)設(shè)計(jì)銑削的優(yōu)化變量，以銑削速度v2，每齒進(jìn)給量fz，背吃刀量和銑削寬度為優(yōu)化變量；
[0010](5)以最大加工生產(chǎn)率為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為C = mffz，d為端
面的直徑，L為工件的銑削長(zhǎng)度，Z為刀具齒數(shù)，V2為銑削速度，fz為每齒進(jìn)給量；
[0011](6)根據(jù)銑削的約束條件得到最優(yōu)的銑削速度V2和每齒進(jìn)給量fz，并以此銑削十字軸端面。
[0012]所述步驟(3)中粗加工的約束條件中的車(chē)床切削速度約束為車(chē)床的切削速度^在車(chē)床允許的最小切削速度和最大切削速度之間。
[0013]所述步驟(3)中粗加工的約束條件中的車(chē)床進(jìn)給量約束為車(chē)床的進(jìn)給量f在車(chē)床允許的最小進(jìn)給量和最大進(jìn)給量之間。
[0014]所述步驟(3)中粗加工的約束條件中最大切削力在車(chē)床主軸的最大切削力范圍內(nèi)，最大切削功率在機(jī)床所能提供的最大切削功率內(nèi)。[0015]所述步驟(3)中粗加工的約束條件中刀具耐用度與切削用量直接關(guān)系如下:..CyKy
【權(quán)利要求】
1.一種基于優(yōu)化變量的十字軸加工方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)設(shè)計(jì)粗加工的優(yōu)化變量，以切削速度V1，進(jìn)給量f，背吃刀量ap為優(yōu)化變量； (2)以單位時(shí)間內(nèi)最大金屬切除量為粗車(chē)目標(biāo)函數(shù)，粗車(chē)目標(biāo)函數(shù)為Zw=1000v1.f.ap，V1為切削速度，f為進(jìn)給量，ap為背吃刀量； (3)根據(jù)粗加工的約束條件得到最優(yōu)的切削速度V1和進(jìn)給量f，并以此進(jìn)行粗加工； (4)設(shè)計(jì)銑削的優(yōu)化變量，以銑削速度v2，每齒進(jìn)給量fz，背吃刀量和銑削寬度為優(yōu)化變量； (5)以最大加工生產(chǎn)率為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為,
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于優(yōu)化變量的十字軸加工方法，其特征在于，所述步驟(3)中粗加工的約束條件中的車(chē)床切削速度約束為車(chē)床的切削速度V1在車(chē)床允許的最小切削速度和最大切削速度之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于優(yōu)化變量的十字軸加工方法，其特征在于，所述步驟(3)中粗加工的約束條件中的車(chē)床進(jìn)給量約束為車(chē)床的進(jìn)給量f在車(chē)床允許的最小進(jìn)給量和最大進(jìn)給量之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于優(yōu)化變量的十字軸加工方法，其特征在于，所述步驟(3)中粗加工的約束條件中最大切削力在車(chē)床主軸的最大切削力范圍內(nèi)，最大切削功率在機(jī)床所能提供的最大切削功率內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于優(yōu)化變量的十字軸加工方法，其特征在于，所述步驟(3)中粗加工的約束條件中刀具耐用度與切削用量直接關(guān)系如下:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于優(yōu)化變量的十字軸加工方法，其特征在于，所述步驟(1)設(shè)計(jì)優(yōu)化變量時(shí)將背吃刀量ap作為已知值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于優(yōu)化變量的十字軸加工方法，其特征在于，所述步驟(6)中銑削的約束條件中銑削速度約束為銑削速度V2滿足
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于優(yōu)化變量的十字軸加工方法，其特征在于，所述步驟(6)中銑削的約束條件中銑削每齒進(jìn)給量約束為銑削每齒進(jìn)給量滿足
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于優(yōu)化變量的十字軸加工方法，其特征在于，所述步驟(6)中銑削的約束條件中切削力小于銑床主軸的最大切削力，銑削功率小于銑床的有效功率；表面粗糙度不小于幾何殘留面積的高度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于優(yōu)化變量的十字軸加工方法，其特征在于，所述步驟(4)設(shè)計(jì)優(yōu)化變量時(shí)將背吃刀 量和銑削寬度作為已知值。
【文檔編號(hào)】G06F17/10GK103522008SQ201310449570
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】肖軼, 李業(yè)農(nóng), 周開(kāi)俊, 張麗萍, 徐呈藝 申請(qǐng)人:南通職業(yè)大學(xué)