本文關(guān)鍵詞：模具鋼Cr12MoV硬態(tài)切削表面完整性控制

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【摘要】：模具鋼Cr12MoV具有較高的熱穩(wěn)定性，高的淬透性、耐磨性、高抗彎強(qiáng)度，僅次于高速鋼，是冷鐓模、沖模等的重要材料，，其消耗量在冷作模具鋼中居首位。硬態(tài)切削工藝具有良好的加工柔性和環(huán)保性，該工藝已逐步取代磨削作為模具鋼精加工工藝。然而，要使硬態(tài)切削工藝完全取代磨削其重點(diǎn)在于提高工件表面完整性及其使用性能，因此對(duì)表面完整性的研究是十分必要的。在硬態(tài)車削加工中，刀具磨損是一個(gè)重要影響因素，因此本文考慮刀具磨損及切削參數(shù)對(duì)硬態(tài)車削模具鋼Cr12MoV表面完整性及疲勞壽命進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，而要使得優(yōu)化結(jié)果可靠，準(zhǔn)確的預(yù)測模型是必不可少的。本論文的主要內(nèi)容包括： 首先，對(duì)表面完整性進(jìn)行正交試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)特點(diǎn)對(duì)表面完整性各特征指標(biāo)進(jìn)行確定。通過極差法對(duì)表面完整性進(jìn)行主效應(yīng)分析，從而得到切削條件對(duì)表面完整性的影響大小，對(duì)主要影響因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，從而比較全面的對(duì)表面完整性進(jìn)行試驗(yàn)研究； 其次，基于旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞壽命及表面完整性的正交試驗(yàn)結(jié)果，利用灰色關(guān)聯(lián)理論及表面完整性和疲勞壽命的單因素回歸模型對(duì)切削條件及疲勞壽命進(jìn)行相關(guān)性研究，從而得到獲得良好疲勞壽命的合理途徑； 最后，利用遺傳算法優(yōu)化后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與響應(yīng)曲面法(RSM)建立表面完整性與疲勞壽命的預(yù)測模型，利用Matlab建立硬態(tài)車削綜合預(yù)測系統(tǒng)從而實(shí)現(xiàn)了即時(shí)輸入與輸出功能，并根據(jù)建立好的模型利用改進(jìn)粒子群算法對(duì)表面完整性進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，利用標(biāo)準(zhǔn)例子群算法對(duì)疲勞壽命進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，并對(duì)優(yōu)化后的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)，從而通過實(shí)驗(yàn)值與優(yōu)化結(jié)果的對(duì)比確定優(yōu)化結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：硬態(tài)切削 表面完整性 建模 工藝參數(shù)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG142.45;TG51
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 研究的目的和意義11-12
• 1.2 硬態(tài)切削技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 表面完整性的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 硬切建模技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 工藝優(yōu)化的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本課題來源及主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 硬態(tài)車削 Cr12MoV 表面完整性試驗(yàn)研究18-31
• 2.1 表面完整性的影響因素分析18-21
• 2.1.1 表面粗糙度的主要影響因素18
• 2.1.2 表面殘余應(yīng)力的主要影響因素18-20
• 2.1.3 加工硬化層性質(zhì)及特征值的提取20-21
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)備及方案21-23
• 2.2.1 試驗(yàn)材料21
• 2.2.2 試驗(yàn)設(shè)備21-23
• 2.2.3 試驗(yàn)方案的制訂23
• 2.3 表面完整性正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析23-26
• 2.3.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)23-24
• 2.3.2 表面粗糙度正交試驗(yàn)結(jié)果分析24-25
• 2.3.3 表面殘余應(yīng)力正交試驗(yàn)結(jié)果分析25-26
• 2.3.4 塑性變形層厚度正交試驗(yàn)結(jié)果分析26
• 2.4 表面完整性的單因素試驗(yàn)分析26-30
• 2.4.1 進(jìn)給量單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析26-27
• 2.4.2 背吃刀量單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析27-29
• 2.4.3 刀具磨損單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 硬態(tài)車削 Cr12MoV 疲勞壽命的相關(guān)性分析31-42
• 3.1 灰色關(guān)聯(lián)理論簡介31-33
• 3.1.1 灰色關(guān)聯(lián)理論的提出31-32
• 3.1.2 灰色關(guān)聯(lián)計(jì)算步驟32-33
• 3.2 表面完整性對(duì)疲勞壽命影響因素分析33-35
• 3.2.1 表面殘余應(yīng)對(duì)疲勞壽命的影響33-34
• 3.2.2 表面粗糙度對(duì)疲勞壽命的影響34-35
• 3.2.3 塑性變形層厚度對(duì)疲勞壽命的影響35
• 3.3 硬態(tài)車削 Cr12MoV 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞壽命正交試驗(yàn)研究35-38
• 3.3.1 試驗(yàn)條件及結(jié)果35-37
• 3.3.2 切削條件、表面完整性與疲勞壽命的關(guān)聯(lián)度分析37-38
• 3.4 表面完整性及疲勞壽命的相關(guān)性分析38-41
• 3.4.1 表面完整性及疲勞壽命的單因素模型建立38-39
• 3.4.2 表面完整性及疲勞壽命的影響關(guān)系分析39-41
• 3.4.3 疲勞壽命綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 硬態(tài)車削表面完整性預(yù)測模型的建立42-58
• 4.1 基于響應(yīng)曲面法表面完整性預(yù)測模型的建立42-45
• 4.1.1 表面粗糙度預(yù)測模型的建立42-43
• 4.1.2 表面粗糙度預(yù)測模型的的驗(yàn)證43-44
• 4.1.3 塑性變形層厚度預(yù)測模型的建立44
• 4.1.4 塑性變形層厚度預(yù)測模型的驗(yàn)證44-45
• 4.2 基于遺傳算法的 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化45-49
• 4.2.1 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型46-47
• 4.2.2 遺傳算法介紹47-48
• 4.2.3 BP+GA 算法的設(shè)計(jì)48-49
• 4.3 基于 BP+GA 表面特征預(yù)測模型的建立49-56
• 4.3.1 表面殘余應(yīng)力預(yù)測模型的建立49-51
• 4.3.2 表面殘余應(yīng)力預(yù)測模型的訓(xùn)練與驗(yàn)證51-53
• 4.3.3 疲勞壽命預(yù)測模型的建立53-54
• 4.3.4 疲勞壽命預(yù)測模型的訓(xùn)練與驗(yàn)證54-56
• 4.4 硬態(tài)車削 Cr12MoV 表面完整性綜合預(yù)測系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第5章 基于表面完整性的多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化58-71
• 5.1 多目標(biāo)優(yōu)化方法簡介58-60
• 5.1.1 線性加權(quán)法58-59
• 5.1.2 理想點(diǎn)法59
• 5.1.3 平方和加權(quán)法59
• 5.1.4 Pareto 最優(yōu)意義的多目標(biāo)優(yōu)化59-60
• 5.1.5 粒子群算法60
• 5.2 標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法及改進(jìn)粒子群算法實(shí)現(xiàn)步驟60-63
• 5.2.1 標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法實(shí)現(xiàn)步驟60-61
• 5.2.2 改進(jìn)粒子群算法實(shí)現(xiàn)步驟61-63
• 5.3 基于改進(jìn)粒子群算法的表面完整性多目標(biāo)優(yōu)化63-68
• 5.3.1 表面粗糙度與表面殘余應(yīng)力的多目標(biāo)優(yōu)化63-65
• 5.3.2 表面粗糙度與塑性變形層厚度的多目標(biāo)優(yōu)化65-66
• 5.3.3 表面殘余應(yīng)力與塑性變形層厚度的多目標(biāo)優(yōu)化66-67
• 5.3.4 表面殘余應(yīng)力、塑性變形層厚度及表面粗糙度的多目標(biāo)優(yōu)化67-68
• 5.4 基于標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞壽命參數(shù)優(yōu)化68-70
• 5.4.1 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞壽命的參數(shù)優(yōu)化68
• 5.4.2 驗(yàn)證性試驗(yàn)68-70
• 5.5 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與專利76-77
• 致謝77

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王素玉;郭培燕;李明艷;;刀具幾何參數(shù)對(duì)已加工表面殘余應(yīng)力影響的模擬[J];山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年03期

2 胡旺;Gary G. YEN;張鑫;;基于Pareto熵的多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法[J];軟件學(xué)報(bào);2014年05期

本文編號(hào)：891935