高速銑削淬硬鋼表面粗糙度的預(yù)測研究.pdf

1、作為近十幾年來迅速發(fā)展的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)，高速切削加工具有加工效率高、表面質(zhì)量好、可實(shí)現(xiàn)綠色加工以及難加工材料的加工等一系列優(yōu)點(diǎn)，在模具加工、汽車制造、航空航天等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。但是，在實(shí)際加工過程中，工件的表面質(zhì)量對其使用性能和壽命有很大的影響，如何獲得高質(zhì)量表面成為決定高速切削技術(shù)發(fā)展的重要因素。因此，對高速切削加工工件表面粗糙度預(yù)測進(jìn)行系統(tǒng)地研究，具有重要的理論意義與應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以淬硬45鋼為研究對象，通過高速銑

2、削加工試驗(yàn)，研究了高速銑削加工過程中銑削參數(shù)和材料硬度對工件表面粗糙度的影響規(guī)律，并基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了高速銑削加工工件表面粗糙度預(yù)測模型。為高速銑削加工工件表面粗糙度的預(yù)測研究以及切削參數(shù)的優(yōu)化提供了理論依據(jù)，也為高速切削技術(shù)的推廣提供了技術(shù)支持。
　　首先，通過銑削加工單因素試驗(yàn)，研究了高速銑削加工過程中，材料硬度對工件表面粗糙度的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明，在高速銑削過程中，切削力隨著工件材料硬度的增大先減小后增大，而工件表面粗糙

3、度則呈現(xiàn)先增大再減小的趨勢。
　　然后，以工件硬度、切削速度、切削深度和進(jìn)給量為影響因素，以工件表面粗糙度為試驗(yàn)指標(biāo)，進(jìn)行了高速銑削加工正交試驗(yàn)。同時利用極差分析方法對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，并根據(jù)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)研究了各試驗(yàn)因素對工件表面粗糙度的影響規(guī)律。結(jié)果表明，加工工件表面粗糙度隨著材料硬度的增大先增大后減小;隨著銑削速度的增大，呈減小趨勢;隨著每齒進(jìn)給量和銑削深度的增大，呈增大趨勢。對表面粗糙度的影響最大的試驗(yàn)因素為銑削進(jìn)給量，

4、其次是材料硬度，最后依次為銑削速度和銑削深度。
　　最后，利用高速銑削加工試驗(yàn)數(shù)據(jù)，基于回歸分析方法、最小二乘支持向量機(jī)方法(LSSVM)以及粒子群優(yōu)化最小二乘支持向量機(jī)方法方法(PSO-LSSVM)分別建立了45鋼高速銑削加工表面粗糙度預(yù)測模型。試驗(yàn)驗(yàn)證及對比分析表明:相同樣本條件下，回歸分析方法建立的表面粗糙度預(yù)測模型其預(yù)測誤差較大;LSSVM模型平均預(yù)測誤差為7.61％，預(yù)測精度較回歸方法有所改善;PSO-LSSVM模型的平