简述在线大型螺纹旋风铣削工艺参数优化及刀具磨损在线监测期刊

论文导读：
摘要：大型精密螺纹是大型重载机床中将旋转运动变为直线运动的关键功能部件。传统的精密螺纹加工主要采取高速或超高速磨削,生产效率低,加工精度不稳定。旋风铣削是近年来出现的一种新型切削加工方式,因具有高效、精密、清洁等特点而成为切削加工的主流方式,并被广泛地运用到大型精密螺纹及丝杠的切削加工中。本论文以实现旋风铣削刀具磨损在线监测为目的,通过论述和试验相结合的策略探讨加工历程中刀具的磨损和破损,并对加工工艺参数进行优化。首先,通过试验探讨、金相浅析和SEM电镜观察技术,对PCBN刀具的失效形式与机理进行了浅析,运用统计学的浅析策略,对旋风铣削PCBN刀具的磨损和破损机理进行探讨。通过单因素试验,探讨PCBN刀具寿命与切削线速度、切削深度、冷却方式的联系,为进一步浅析刀具磨损及加工工艺参数优化奠定基础。其次,对大型丝杠的旋风铣削加工工艺参数优化策略进行了探讨。由于粒子群算法具有收敛速度快的优点,由此,重点对该算法进行了探讨。针对算法有着的缺点,提出了增加种群多样性的粒子群算法,并通过比较MATLAB遗传算法优化工具箱、正交试验浅析得到的结果,证明改善的粒子群算法可被用于多种加工条件约束下的切削工艺参数优化不足。同时,工艺参数优化的结果对于提升生产效率、降低刀具磨损速率、延长刀具寿命具有重要作用。最后,通过不同磨损情况下振动信号的时域、频域浅析,得到不同频率段信号随着刀具磨损的变化走势,对振动信号进行小波包浅析,可以得到不同频域区间小波能量的变化走势,结合对现场加工历程中产生的切屑的颜色、形貌的浅析,为旋风铣削加工中刀具磨损的在线监测提供论述指导和技术支撑。关键词：PCBN论文刀具磨损论文旋风铣削加工论文粒子群算法论文在线监控论文
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Abstract4-8
1 绪论8-15

1.1 引言8

1.2 探讨背景及课题来源8-9

1.3 大型螺纹旋风硬铣削技术国内外探讨近况9-14

1.3.1 旋风铣削加工技术及旋风铣削设备的探讨近况9-11

1.3.2 硬切削刀具探讨近况11

1.3.3 切削工艺参数优化的探讨近况11-12

1.3.4 刀具磨损状态监测技术的探讨近况12-14

1.4 论文探讨的主要内容、策略及作用14-15

2 大型螺纹旋风硬铣削加工运动和刀具磨损的探讨15-29

2.1 引言15-16

2.2 旋风铣削的运动浅析16-20

2.1 旋风铣削运动的矢量表达式16-18

2.2 旋风铣削运动的加工工艺参数18-20

2.3 螺纹旋风铣削PCBN刀具磨损探讨20-26

2.3.1 PCBN刀具质量的影响因素20-21

2.3.2 PCBN刀具结构及几何参数的选择21-22

2.3.3 PCBN刀具磨损影响因素探讨22-25

2.3.4 刀具磨损的历程与规律25-26

2.3.5 刀具的磨钝标准26

2.4 旋风铣削加工刀具和工件的材料属性26-27

2.4.1 PCBN刀具的材料属性26

2.4.2 滚动轴承钢的材料属性26-27

2.5 本章小结27-29

3 大型螺纹旋风硬铣削PCBN刀具磨损及破损试验探讨29-42

3.1 PCBN刀具旋风铣削加工试验29-31

3.

1.1 PCBN刀具磨损机理探讨29-30

3.

1.2 试验条件及案例30-31

3.2 旋风铣削加工试验结果浅析31-41
3.

2.1 刀具磨损形貌及浅析31-36

3.

2.2 切削线速度单因素试验36-38

3.

2.3 冷却方式影响试验38-39

3.

2.4 切削深度单因素试验39-41

3.3 本章小结41-42
4 大型丝杠的旋风铣削工艺参数优化42-54

4.1 粒子群优化算法探讨42-43

4.

1.1 粒子群算法的原理42-43

4.

1.2 粒子群算法的参数设定43

4.2 增加种群多样性的粒子群优化算法(G-PSO)43-45
4.

2.1 算法的原理43-44

4.

2.2 算法的流程44-45

4.3 目标函数与约束条件的确定45-46
4.

3.1 目标函数的确定45

4.

3.2 约束条件的确定45-46

4.4 旋风铣削加工参数优化结果46-49

4.1 基于增加种群多样性的粒子群算法的加工参数优化结果46-47

4.2 基于MATLAB遗传算法优化工具箱的加工参数优化结果47-49

4.5 旋风铣削加工参数优化的正交试验49-53

4.5.1 正交试验案例49-51

4.5.2 试验结果浅析51-53

4.6 本章小结53-54

5 大型螺纹旋风硬铣削刀具磨损在线监测探讨54-74

5.1 刀具磨损在线监测试验的设计54-58

5.

1.1 试验条件54-56

5.

1.2 试验设计56-58

5.2 信号的浅析与处论文导读：3旋风铣削加工中切屑形貌的变化71-735.4本章小结73-746总结与展望74-766.1主要工作74-756.2探讨展望75-76致谢76-77参考文献77-82附录82上一页12
理58-69
5.

2.1 信号的预处理58-59

5.

2.2 信号的时域浅析与时域特点59-60

5.

2.3 信号的频域浅析与频域特点60-61

5.

2.4 信号的小波变换61

5.

2.5 信号的浅析61-69

5.3 基于切屑的刀具磨损监测探讨69-73
5.

3.1 旋风铣削切屑形成机理69-70

5.

3.2 切屑形态参数的计算70-71

5.

3.3 旋风铣削加工中切屑形貌的变化71-73

5.4 本章小结73-74
6 总结与展望74-76

6.1 主要工作74-75

6.2 探讨展望75-76

致谢76-77
参考文献77-82
附录82