鋁合金模具曲面銑削加工工藝優(yōu)化研究.pdf

1、鋁合金模具廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、光學(xué)、汽車、塑料制品等行業(yè)，鋁合金模具具有脫模時(shí)間短，便于拋光，材料成本低，加工比鋼模具快等優(yōu)點(diǎn)，但在加工時(shí)的升溫會(huì)增大塑性，導(dǎo)致切屑面摩擦力變大，易產(chǎn)生粘刀和磨損刀具的現(xiàn)象，影響表面質(zhì)量和加工效率。加工鋁合金模具時(shí)如何選擇合適的加工參數(shù)來提高加工質(zhì)量和加工效率，傳統(tǒng)的解決方案往往依賴加工經(jīng)驗(yàn)，需要大量的切削加工試驗(yàn)。因此，研究?jī)?yōu)化鋁合金模具曲面銑削加工工藝，能夠有效縮短模具曲面加工時(shí)間，提高加工質(zhì)量。

2、　　本文以加工6061鋁合金模具的凸模非球曲面作為加工對(duì)象，對(duì)加工過程參數(shù)進(jìn)行建模。采用中心復(fù)合設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)了四因子（進(jìn)給速度，跨距，主軸轉(zhuǎn)速，切割深度）五水平的加工試驗(yàn)，并選擇合適的切削刀路軌跡，測(cè)量加工后表面的二維表征下粗糙度Ra和三維表征下粗糙度Sz和Sq(ISO25178)作為加工質(zhì)量的指標(biāo)，計(jì)算材料去除率MRR作為加工效率的指標(biāo)。通過非線性建模手段對(duì)加工結(jié)果(Ra，MRR，Sz和Sq)建立預(yù)測(cè)模型，分析加工切削參數(shù)對(duì)加工結(jié)果的影

3、響，根據(jù)預(yù)測(cè)模型去優(yōu)化，得到不同工藝要求的最優(yōu)切削參數(shù)選擇，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了加工工藝優(yōu)化的可行性。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　首先，對(duì)這些加工結(jié)果分別應(yīng)用響應(yīng)曲面法(RSM)，遺傳算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GA-BPNN)，回歸型支持向量機(jī)(SVR)建立回歸模型，并分析各因子對(duì)加工結(jié)果的影響。分析得出Ra、Sq的最主要影響因素均為主軸轉(zhuǎn)速，MRR、Sz的則為切削深度。所建立的加工結(jié)果模型中，GA-BPNN建立的Ra模型準(zhǔn)確度最高，預(yù)測(cè)平

4、均誤差為3.18％，RSM建立的MRR模型準(zhǔn)確度最高，預(yù)測(cè)平均誤差為1.18％，SVR建立的Sz、Sq模型準(zhǔn)確度最高，預(yù)測(cè)平均誤差分別為10.64％和2.69％。
　　其次，選擇各加工結(jié)果的最優(yōu)模型，采用NSGA-Ⅱ算法分別對(duì)Ra、MRR和Sz、Sq、MRR進(jìn)行兩目標(biāo)和三目標(biāo)優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)保持高加工效率的同時(shí)降低表面粗糙度的工藝優(yōu)化，求出的Pareto前端給出了相應(yīng)的切削參數(shù)組合。
　　最后，為了驗(yàn)證優(yōu)化效果的可靠性，使用優(yōu)化