基于模糊物元的高速铣刀切削性能评价

论文摘要

高速铣削加工技术是先进实用的制造技术,广泛应用于航空、航天、汽车、模具等行业,其突出的特点是高效率、高质量、高精度。高速铣刀切削性能评价技术是高速铣削技术研究的一个重要方面,也是开发和使用高速铣削刀具的前提和基础。采用科学有效的方法对高速铣刀切削性能进行评价,对高速铣刀产品的设计、开发和使用具有十分重要的实际意义。本文以已有的高速铣削机理及高速铣削刀具技术研究成果为基础,进行高速铣刀切削性能评价技术的研究,主要研究内容为:针对涂层硬质合金高速可转位铣刀加工铝合金和铸铁的特点,确立高速可转位铣刀切削性能评价指标;采用高速铣削加工理论,对高速面铣刀、立铣刀切削力和表面粗糙度影响因素和影响规律进行研究,建立基于误差分析的高速铣削表面粗糙度模型;依据ISO15641高速铣刀安全性标准,进行高速铣刀安全性和动平衡技术的研究;从提高单位时间金属切除率的角度研究高速铣刀加工效率;在铣刀参数和切削条件对切削性能评价指标影响规律研究基础上,建立高速铣刀切削性能评价指标模型。采用模糊物元分析方法建立高速铣刀切削性能的评价模型,提出切削性能评价指标隶属度的从优原则和权重的确定方法;采用该评价模型,面向高速铣刀设计过程,进行加工铝合金、铸铁材料的高速面铣刀和高速立铣刀设计方案切削性能预报与评价,实现高速铣刀设计方案优选。采用正交实验设计方法,进行高速面铣刀、立铣刀高速铣削铝合金、铸铁材料的切削力和表面粗糙度的切削性能实验,以实验数据为基础,对高速面铣刀和高速立铣刀切削性能进行模糊物元评价,并验证高速铣刀切削性能模糊物元评价模型的正确性。采用模糊物元分析方法建立高速铣刀切削性能评价模型,可以解决高速铣刀切削性能多指标的综合评价,为优化刀具结构设计,优选设计方案提供了科学依据,实践证明,该模型具有很强的实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文选题的目的和意义
• 1.2 高速铣削技术的应用状况
• 1.3 高速铣削机理的研究
• 1.3.1 高速铣削切屑变形规律的研究
• 1.3.2 高速铣削切削力的研究
• 1.3.3 高速铣削温度的研究
• 1.3.4 高速铣削刀具磨损、破损的研究
• 1.4 高速铣削刀具技术
• 1.5 高速铣刀切削性能的研究
• 1.5.1 高速铣削加工表面粗糙度
• 1.5.2 高速铣削加工效率
• 1.5.3 高速铣刀安全性和动平衡技术
• 1.6 模糊物元分析方法及其应用
• 1.7 课题的主要研究内容
• 第2章 高速铣刀切削性能的研究
• 2.1 高速铣刀切削力研究
• 2.1.1 高速铣削加工单位切削力的研究
• 2.1.2 高速铣刀切削力模型
• 2.1.3 切削参数对主切削力的影响规律
• 2.2 高速铣刀表面粗糙度的研究
• 2.2.1 高速面铣刀最大残留高度模型
• 2.2.2 高速立铣刀最大残留高度模型
• 2.2.3 刀具误差和铣刀结构参数对表面粗糙度的影响规律
• 2.3 高速铣刀加工效率的研究
• 2.4 高速铣刀安全性和动平衡技术的研究
• 2.4.1 高速铣刀的离心力
• 2.4.2 高速铣刀的动平衡精度
• 2.4.3 高速铣刀的最高安全转速
• 2.5 本章小结
• 第3章 高速铣刀切削性能模糊物元评价模型的研究
• 3.1 模糊物元分析对高速铣刀切削性能评价的可行性分析
• 3.2 高速铣刀切削性能评价指标隶属度的确定方法
• 3.3 高速铣刀切削性能评价指标权重分析
• 3.3.1 权重的确定方法
• 3.3.2 加工铝合金材料各评价指标权重分析
• 3.3.3 加工铸铁材料各评价指标权重分析
• 3.4 高速铣刀切削性能模糊物元评价模型的建立
• 3.5 本章小结
• 第4章 高速铣刀设计方案模糊物元评价
• 4.1 设计方案评价指标隶属度和权重的确定
• 4.2 高速面铣刀加工铝合金材料设计方案评价
• 4.3 高速面铣刀加工铸铁材料设计方案评价
• 4.4 高速立铣刀加工铝合金材料设计方案评价
• 4.5 高速立铣刀加工铸铁材料设计方案评价
• 4.6 本章小结
• 第5章 高速铣刀切削性能实验与模糊物元评价
• 5.1 高速面铣刀切削性能实验与模糊物元评价
• 5.1.1 实验条件
• 5.1.2 实验方法
• 5.1.3 基于实验的高速面铣刀切削性能评价
• 5.1.4 基于实验的高速面铣刀切削性能评价结果分析
• 5.2 高速立铣刀切削性能实验研究及模糊物元评价
• 5.2.1 实验条件
• 5.2.2 实验方法
• 5.2.3 基于实验的高速立铣刀切削性能评价
• 5.2.4 基于实验的高速立铣刀切削性能评价结果分析
• 5.3 对切削力和表面粗糙度模型的修正
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢