谈述刀具数控铣削加工刀具故障诊断与处理策略

论文导读：生故障，则会影响加工质量、加工成本及生产效率，危害机床及人员安全。由此，探讨刀具故障诊断对提升加工质量和效率、保证加工历程的安全、降低生产成本等方面具有重要作用。本论文通过论述建模、仿真分析、优化办法相结合的模式，对刀具磨损进行探讨。首先概述刀具损坏形态与机理、刀具磨损历程及磨钝标准；其次分析刀具磨损的因
摘要：随着机械加工体系自动化、智能化水平的不断提升，需要对生产历程中出现的故障进行有效的监测和调整。刀具是机加工中最基本的要素，一旦刀具发生故障，则会影响加工质量、加工成本及生产效率，危害机床及人员安全。由此，探讨刀具故障诊断对提升加工质量和效率、保证加工历程的安全、降低生产成本等方面具有重要作用。本论文通过论述建模、仿真分析、优化办法相结合的模式，对刀具磨损进行探讨。首先概述刀具损坏形态与机理、刀具磨损历程及磨钝标准；其次分析刀具磨损的因素，进而使用经验法和多项式回归法分别建立刀具磨损寿命与切削参数的数学模型；再次通过正交试验法设计铣削模拟案例，应用Deform3D软件进行仿真，应用matlab求解两种模型系数，采取F法检验模型的拟合程度；最后基于刀具磨损寿命模型建立切削参数优化模型，应用matlab工具箱中fmincon函数对切削参数进行优化求解，并将优化结果进行仿真实验验证。通过经验模型和多项式模型的检验，得到两种模型都是明显的，且多项式模型的明显性更强。多项式模型考虑切削参数之间交互意义的影响，更有利于减少试验次数、降低试验成本、提升预测刀具磨损寿命精度。通过多项式拟合公式的仿真实验验证，得到刀具磨损寿命的预测误差为5.92%～16.75%，由此多项式可从预测刀具磨损寿命，并能为切削参数优化提供论述依据。通过优化参数的仿真实验验证，得到刀具磨损寿命的误差范围为9.6%～15.8%，该优化模型不仅可从对影响刀具磨损寿命的切削参数进行优化，而且还可从对优化参数做定量分析。关键词：刀具故障诊断论文刀具磨损寿命论文多项式回归论文Deform3D论文参数优化论文
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Abstract7-12
第1章 绪论12-17

1.1 课题探讨目的作用12-13

1.2 国内外探讨近况13-14

1.2.1 国外探讨近况13-14

1.2.2 国内探讨近况14

1.3 目前探讨有着不足14-15

1.4 本论文探讨主要内容15-17

第2章 铣削刀具故障诊断的关键技术17-29

2.1 刀具损坏形态17-22

2.

1.1 刀具磨损17-21

2.

1.2 刀具破损21-22

2.2 刀具损坏机理22-26

2.1 机械磨损23-24

2.2 化学磨损24-25

2.3 相变磨损25-26

2.4 脆性破损26

2.3 刀具磨损历程26-27

2.4 刀具磨钝标准27-28

2.5 本章小结28-29

第3章 刀具磨损寿命模型29-36

3.1 刀具磨损寿命影响因素29-30

3.2 刀具磨损寿命模型的建立30-33

3.

2.1 刀具磨损寿命的经验模型30-32

3.

2.2 刀具磨损寿命的多项式回归模型32-33

3.3 模型的明显性检验33-34

3.4 本章小结34-36

第4章 基于 Deform3D 的数控铣削刀具磨损仿真36-59

4.1 仿真实验材料36-37

4.2 Deform3D 仿真介绍及流程37-39

4.

2.1 Deform3D 介绍37-38

4.

2.2 Deform3D 仿真流程38-39

4.3 Deform3D 仿真关键技术39-46
4.

3.1 网格划分39-41

4.

3.2 边界条件设定41-42

4.

3.3 切屑分离准则42-44

4.

3.4 时间步长的确定44-45

4.

3.5 非线性有限元的求解45-46

4.4 Deform3D 铣削加工中有限元模型建立46-52

4.1 几何模型导入46-47

4.2 材料模型设定47-48

4.3 刀具磨损模型48-49

4.4 磨擦模型49-51

4.5 热传导模型51-52

4.5 仿真及结果分析52-56

4.5.1 仿真实验案例52-54

4.5.2 刀具磨损的模拟54-55

4.5.3 刀具磨损寿命的预测55-56

4.6 刀具磨损模型的验证56-58

4.7 本章小结58-59

第5章 铣削加工切削参数优化59-66

5.1 优化技术概述59-61

5.

1.1 切削参数优化的作用59-60

5.

1.2 优化设计进展历程及分类60

5.

1.3 优化设计思路及常用办法60-61

5.2 切削参数优化模型61-64
5.2论文导读：.1设计变量61-625.2.2目标函数62-635.2.3约束条件63-645.3切削参数优化模型的求解64-655.4本章小结65-66结论与展望66-68参考文献68-73攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果73-74致谢74-75上一页12
.1 设计变量61-62
5.

2.2 目标函数62-63

5.

2.3 约束条件63-64

5.3 切削参数优化模型的求解64-65

5.4 本章小结65-66

结论与展望66-68
参考文献68-73
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果73-74
致谢74-75