【摘 要】
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薄壁构件因质量轻等优良性能被广泛应用于汽车、轮船等领域内。薄壁构件加工过程中出现的铣削颤振和动态加工误差会造成机床加工效率和加工精度降低。研究分析各铣削参数对加工系统的影响,合理选择铣削参数保证稳定铣削,降低铣削颤振和动态加工误差对加工系统的影响。本文针对薄壁件铣削加工中存在的振动问题进行研究,系统研究薄壁件加工系统的铣削稳定性以及动态加工误差。采用Kriging方法开展可靠性灵敏度分析,考虑铣削
【基金项目】
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薄壁构件铣削加工工艺参数的动态可靠性优化理论与方法研究,国家自然科学基金（编号:51575094）； 多轴数控机床动态精度可靠性敏感度设计理论与方法研究； 中央高校基本科研业务费—国家项目培育种子基金资助（编号:N140304003）；
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薄壁构件因质量轻等优良性能被广泛应用于汽车、轮船等领域内。薄壁构件加工过程中出现的铣削颤振和动态加工误差会造成机床加工效率和加工精度降低。研究分析各铣削参数对加工系统的影响,合理选择铣削参数保证稳定铣削,降低铣削颤振和动态加工误差对加工系统的影响。本文针对薄壁件铣削加工中存在的振动问题进行研究,系统研究薄壁件加工系统的铣削稳定性以及动态加工误差。采用Kriging方法开展可靠性灵敏度分析,考虑铣削参数的随机性,将铣削参数的可靠性灵敏度作为衡量指标,评价铣削参数对薄壁构件铣削稳定性及表面位置误差的影响程度,为薄壁构件高速铣削加工切削参数的选择提供合理的理论依据。论文具体内容如下:第一,薄壁件铣削稳定性和动态加工误差分析。进行薄壁件铣削动力学模型的构建,铣削二维稳定性叶瓣图的绘制并分析各铣削系统参数对铣削稳定性的影响,针对不同加工阶段建立薄壁件铣削全过程三维稳定性直观图,为薄壁构件高速铣削加工切削参数的选择提供合理的理论依据。采用频域法对强迫振动产生的动态加工误差进行预测并研究随机因素对动态加工误差的影响程度。基于表面粗糙度理论,分析轴向切深、每齿进给量以及铣刀直径对表面粗糙度的影响,为薄壁构件高速铣削加工切削参数的选择提供合理的理论依据。第二,基于Kriging方法的铣削加工可靠度计算和可靠性灵敏度分析。采用Kriging方法获取薄壁件铣削动力学模型的代理模型,考虑随机不确定性因素对铣削加工过程的影响,基于Kriging方法开展可靠性灵敏度分析,将铣削加工参数的可靠性灵敏度作为衡量指标,评价铣削参数对薄壁构件铣削稳定性及表面位置误差的影响程度,为薄壁构件高速铣削加工切削参数的选择提供合理的理论依据。第三,对铣削系统参数进行可靠性优化设计。对铣削加工系统进行可靠性优化设计,将表面位置误差和最大生产效率作为目标函数,以铣削参数、稳定性以及可靠度为约束条件建立优化模型,采用非线性规划遗传算法进行参数优化设计。
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