孔类零件切削加工工艺技术研究

1.绪论

1.1 引言 (1)

1.1.1 课题来源及概述 (1)

1.1.2 课题研究背景 (1)

1.1.3 孔类零件生产工艺条件 (1)

1.2 国内外研究现状 (2)

1.3 研究目的及意义 (3)

1.4 研究的理论依据及实施过程 (4)

1.5 论文主要研究内容及结构 (5)

2.模糊数学理论

2.1 模糊集合和隶属度函数 (7)

2.1.1 模糊集与隶属度函数的基本定义 (7)

2.1.2 模糊集合的表示方法及运算 (8)

2.1.3 隶属度函数的确定方法 (8)

2.2 模糊关系和模糊矩阵 (10)

2.2.1 模糊关系和模糊矩阵的基本概念 (10)

2.2.2 模糊等价与模糊相似 (11)

2.3 模糊综合评判法 (11)

2.3.1 模糊综合评判法的概述 (12)

2.3.2 模糊综合评判模型的构成 (12)

2.4 本章小结 (13)

3.孔类零件特征切削加工工艺方案决策

3.1 基于拓扑有向图的零件特征加工顺序研究 (14)

3.1.1 拓扑有向图理论 (14)

3.1.2 孔类特征加工顺序的工艺性约束 (14)

3.1.3 孔类特征加工顺序研究的有向图模型 (15)

3.2 孔类特征切削加工工艺方法链决策 (16)

3.2.1 孔类特征切削加工工艺方法链的决策模型建立 (16)

3.2.2 孔类特征切削加工工艺方法链的单因素模糊映射 (21)

3.2.3 孔类零件特征切削加工工艺方法链的模糊综合评判 (26)

3.3 孔类零件特征加工的机床设备类型选择 (26)

3.3.1 孔类零件特征加工机床设备类型选择的模型建立 (26)

3.3.2 孔类零件特征加工机床设备类型的单因素模糊映射 (28)

3.3.3 孔类零件特征加工机床设备类型选择的模糊综合评判 (32)

3.4 孔类零件特征加工定位基准选择 (32)

3.4.1 孔类特征加工的定位基准选择模型建立 (33)

3.4.2 孔类零件特征加工定位基准选择的单因素模糊关系映射 (34)

3.4.3 孔类零件特征加工定位基准选择的模糊综合评判 (37)

3.5 实例决策 (37)

3.6 本章小结 (41)

4.孔类零件特征加工刀具适应性研究

4.1 孔类零件特征加工刀具结构类型的适应性研究 (42)

4.1.1 刀具结构类型选择的因素合集建立 (42)

4.1.2 刀具结构类型选择的备选集合建立 (42)

4.1.3 刀具结构类型选择的权重集合建立 (45)

4.1.4 刀具结构类型选择的模糊评判隶属函数等级划归 (46)

4.1.5 刀具加工属性的单因素模糊映射 (47)

4.1.6 刀具固有属性的单因素模糊映射 (49)

4.1.7 刀具结构类型选择的模糊综合评判 (52)

4.2 孔类零件加工刀具材料的适应性研究 (52)

4.2.1 刀具材料类型选择的因素集合建立 (52)

4.2.2 刀具材料类型选择的备选集合建立 (53)

4.2.3 刀具材料类型选择的权重集合建立 (54)

4.2.4 刀具材料类型选择的单因素模糊映射 (54)

4.2.5 刀具材料类型选择的模糊综合评判 (56)

4.3 刀具适应性研究实例决策 (56)

4.4 本章小结 (58)

5.孔类零件特征加工的切削参数优化

5.1 孔类零件特征切削用量优化的理论模型 (59)

5.1.1 孔类零件加工切削参数优化的变量设计 (59)

5.1.2 孔类零件加工切削参数优化的目标函数构建 (59)

5.1.3 孔类零件特征加工切削参数优化的约束可行域设计 (62)

5.1.4 孔类零件加工切削参数优化的数学模型规范化 (63)

5.2 粒子群寻优算法及MTALAB编程 (64)

5.2.1 粒子群寻优算法理论 (64)

5.2.2 切削参数优化MTALAB程序 (65)

5.3 粒子群智能寻优算法的优化结果 (68)

5.4 基于Deform-3d的切削参数优化仿真验证 (70)

5.4.1 Deform-3d钻削仿真的前处理 (70)

5.4.2 Deform-3d钻削仿真的结果分析 (74)

5.5 本章小结 (78)

6.结论

6.1 全文总结 (79)

6.2 工作不足与展望 (80)

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢

1.绪论

1.1 引言

1.1.1 课题来源及概述

本研究课题来源于实际科研项目，针对XXX柴油机燃油喷射系统关键件工艺技术研究及验证，在分析孔类零件结构特征及加工工艺难点的同时，对其切削加工工艺技术与方案进行了深入研究，可以在一定程度上提高产品加工质量以及工艺方案设计效率。

1.1.2 课题研究背景

孔类特征切削条件的苛刻及加工方法的复杂多样性，使得孔类零件的加工在金属切削过程中的占有着举足轻重的地位。一般而言，孔的切削加工工艺方案不仅直接制约着零件的加工质量,而且还会影响其制造成本和生产效率。它与零部件特征的形状结构类型、质量公差要求、加工工艺方法、车间生产状况以及加工环境等因素都紧密相关。目前应用CAPP进行工艺过程规划时，主要还是根据计算机仿真过程提供的数据和生产经验来确定及选用相应的工艺方案，尤其针对某些阀体类零件中的特殊结构特征，如X通交叉孔结构，其加工精度往往难以保证设计要求，在加工工艺装备以及切削用量的优选方面存在较大程度的主观性。

将模糊数学理论应用于计算机辅助工艺设计（CAPP）过程之中，则可以更好地解决如何选取最合理加工方案的问题。一方面结合模糊推理法可以使CAPP生成的工艺方案类似于人脑的思考方式趋于智能化；另一方面加工工艺方案决策过程所考虑的因素也变得更加全面，加之决策过程中考虑到了以往成熟经验数据的作用，能够避免使最终的工艺方案与现实结果存在较大偏差[1]。

1.1.3 孔类零件生产工艺条件

目前孔的切削加工基本上还是沿用之前传统的工艺流程，加上工艺过程规划本身就具有很强的经验性，导致了现有的生产制造工艺过程的优化理论还不够成熟，缺乏严格