數(shù)控銑削加工刀具故障診斷與處理方法研究.pdf

1、隨著機(jī)械加工系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化水平的不斷提高，需要對(duì)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和調(diào)整。刀具是機(jī)加工中最基本的要素，一旦刀具發(fā)生故障，則會(huì)影響加工質(zhì)量、加工成本及生產(chǎn)效率，危害機(jī)床及人員安全。因此，研究刀具故障診斷對(duì)提高加工質(zhì)量和效率、保證加工過程的安全、降低生產(chǎn)成本等方面具有重要意義。
　　本文通過理論建模、仿真分析、優(yōu)化方法相結(jié)合的方式，對(duì)刀具磨損進(jìn)行研究。首先概述刀具損壞形態(tài)與機(jī)理、刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)；其次分析刀具

2、磨損的因素，進(jìn)而利用經(jīng)驗(yàn)法和多項(xiàng)式回歸法分別建立刀具磨損壽命與切削參數(shù)的數(shù)學(xué)模型；再次通過正交試驗(yàn)法設(shè)計(jì)銑削模擬方案，運(yùn)用Deform3D軟件進(jìn)行仿真，運(yùn)用matlab求解兩種模型系數(shù)，采用F法檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臄M合程度；最后基于刀具磨損壽命模型建立切削參數(shù)優(yōu)化模型，運(yùn)用matlab工具箱中fmincon函數(shù)對(duì)切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解，并將優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　通過經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃投囗?xiàng)式模型的檢驗(yàn)，得到兩種模型都是顯著的，且多項(xiàng)式模型的顯

3、著性更強(qiáng)。多項(xiàng)式模型考慮切削參數(shù)之間交互作用的影響，更有利于減少試驗(yàn)次數(shù)、降低試驗(yàn)成本、提高預(yù)測(cè)刀具磨損壽命精度。
　　通過多項(xiàng)式擬合公式的仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得到刀具磨損壽命的預(yù)測(cè)誤差為5.92％～16.75%，因此多項(xiàng)式可以預(yù)測(cè)刀具磨損壽命，并能為切削參數(shù)優(yōu)化提供理論依據(jù)。
　　通過優(yōu)化參數(shù)的仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得到刀具磨損壽命的誤差范圍為9.6%～15.8%，該優(yōu)化模型不僅可以對(duì)影響刀具磨損壽命的切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，而且還可以對(duì)優(yōu)化