论文部分内容阅读
针对以往钻削加工过程分析费时费力、精确度低,以及钻削加工参数优化目标单一的问题,本文结合计算机仿真技术和智能优化技术对钻削加工过程进行分析并对钻削加工参数进行优化。论文以优化钻削加工参数为目的,通过建立钻削过程的有限元仿真模型,分析影响钻削加工过程的因素,建立影响因素钻头直径、切削速度和进给量与钻削力之间的响应关系,并利用智能算法对加工参数进行多目标优化。论文的具体研究内容为以下几个方面:1、钻削加工过程的有限元分析。本文基于钻削理论、有限元理论、材料本构关系理论和大变形理论,利用Deform3D软件建立钻削过程的三维有限元仿真模型。并对有限元建模过程中涉及的自适应网格重划分、材料模型与分离准则以及摩擦模型等问题进行了较深入的研究。通过对钻削过程进行有限元仿真,分析了钻削过程中的应力场和温度场。论文重点分析了钻头直径,加工参数切削速度和进给量对钻削力的影响规律,并搭建了钻削力试验平台进行加工实验,将试验结果和经验公式结果以及钻削力仿真结果进行对比分析,验证了仿真结果的有效性。2、钻削力回归模型的建立。针对以往进行现场加工试验采集数据的模式,论文利用有限元方法,以影响钻削力的主要因素钻头直径、切削速度和进给量为试验因素,采用中心组合试验方法建立钻削仿真试验方案,通过有限元仿真软件Deform3D对试验设计参数进行建模仿真,获得钻削力结果。采用响应面法对钻削试验结果进行二次非线性回归分析,并获得钻削轴向力和扭矩的回归模型。3、加工参数的多目标智能优化。针对以往大多钻削加工参数优化过程中优化目标单一的问题,本文利用多目标优化方法对钻削加工参数进行优化。通过采用遗传多目标优化算法,结合有限元仿真分析结果和通用优化目标函数对钻削加工参数进行优化,获得了钻削加工参数的Pareto最优解集。根据Pareto最优解集表,加工工艺人员可以根据实际生产过程中的要求选择合适的生产工艺。论文采用有限元方法分析钻削加工过程,并利用仿真结果代替加工实验,对加工参数进行智能优化,可以缩短研究周期、节约资源,并获得准确可靠的加工参数。