CN109317927A - 一种壳体零件特征加工方法 - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

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Abstract

本发明公开了一种壳体零件特征加工方法，其特征在于包括以下步骤：其特征在于包括以下步骤：1）根据零件模型选择毛坯，毛坯体积减去零件体积计算废料去除量，根据废料去除量选择切削刀具和机床；2）根据废料去除量确定加工时间目标函数、加工成本目标函数、表面粗糙度目标函数，对所述三项目标函数加权优化；3）确定机床对铣削参数约束条件、工件表面粗糙度约束条件；4）对目标函数进行求解，确定铣削参数。本发明通过理论分析和计算，获得壳体零件加工方法，以实现提升产品质量和节约成本的目的。

Description

一种壳体零件特征加工方法
技术领域
本发明属于零件加工方法技术领域，具体涉及一种壳体零件特征加工方法。
背景技术
随着壳体零件在现代汽车领域的广泛应用，壳体零件的高性能数控加工已成为制造业急需解决的一个问题，由于其结构复杂、材料去除率高、薄壁部位多，对加工精度要求高，不但要保证表面的尺寸精度及表面粗糙度、各孔系的尺寸、位置精度及孔与平面的位置精度，
更要保证表面的平面度、相互位置精度，然而其相对刚度较低，在数控加工过程中，常出现弯曲、扭曲或弯扭组合等变形，加工精度难以达到设计要求，同时加工效率很难提高，这极大的影响了企业的经济效益，研究壳体零件高性能数控加工关键技术对现代制造业的发展具有积极的意义。
对于壳体零件现有的加工技术大多采用经验和实验相结合的方法确定，没有合理化的数学模型加以量化分析和计算，导致加工工艺往往不是最优的工艺。需要一种系统合理的方法对加工过程进行定量分析，以达到提升产品质量，节约生产成本的目的。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种壳体零件特征加工方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种壳体零件特征加工方法，其特征在于包括以下步骤：
1)根据零件模型选择毛坯，毛坯体积减去零件体积计算废料去除量，根据废料去除量选择切削刀具和机床；
2)根据废料去除量确定加工时间目标函数、加工成本目标函数、表面粗糙度目标函数，对所述三项目标函数加权优化；
3)确定机床对铣削参数约束条件、工件表面粗糙度约束条件；
4)对目标函数进行求解，确定铣削参数；
所述步骤1)中选择切削刀具的过程是：其中ap为切削深度，ae为切削宽度；
所述步骤2)中加工时间目标函数tw＝tm+th，tm为工序计算切削时间， th为换刀所需时间；
所述步骤2)中加工成本目标函数Cr＝TM+Cd，其中TM机床为折旧费，Cd 为刀具费用；
所述步骤2)中表面粗糙度目标函数R＝Crnxrfz yrae Zrap wr，其中xr、yr、zr、 wr根据刀具参数选取；
所述铣削参数为转速n和进给力fz。
优选地，所述铣削参数约束条件为机床功率约束、进给力约束、主轴转速约束、进给速度约束、轴向深度约束；
优选地，所述工件表面粗糙度约束条件为R≤Rmax，Rmax为允许的最大粗糙度。
优选地，所述目标函数加权优化方法是M(n、fz、ap、ae)＝Mi×ji(i＝1、 2、3)，ji为加权系数；i＝1时，j1＝0.9-0.95，M(n、fz、ap、ae)为表面粗糙度目标函数的最优解；i＝2时，j2＝0.8-0.84，M(n、fz、ap、ae)为加工成本目标函数的最优解；i＝3时，j2＝0.75-0.81，M(n、fz、ap、ae)为加工时间目标函数的最优解。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过建立数学模型的方式，通过理论分析和计算，获得壳体零件加工方法，以实现提升产品质量和节约成本的目的。
具体实施方式
一种壳体零件特征加工方法，其特征在于包括以下步骤：
其特征在于包括以下步骤：
1)根据零件模型选择毛坯，毛坯体积减去零件体积计算废料去除量，根据废料去除量选择切削刀具和机床；
2)根据废料去除量确定加工时间目标函数、加工成本目标函数、表面粗糙度目标函数，对所述三项目标函数加权优化；
3)确定机床对铣削参数约束条件、工件表面粗糙度约束条件；
4)对目标函数进行求解，确定铣削参数；
所述步骤1)中选择切削刀具的过程是：其中ap为切削深度，ae为切削宽度；
所述步骤2)中加工时间目标函数tw＝tm+th，tm为工序计算切削时间， th为换刀所需时间；
所述步骤2)中加工成本目标函数Cr＝TM+Cd，其中TM机床为折旧费，Cd 为刀具费用；
所述步骤2)中表面粗糙度目标函数R＝Crnxrfz yrae Zrap wr，其中xr、yr、zr、 wr根据刀具参数选取；
所述铣削参数为转速n和进给力fz。
所述铣削参数约束条件为机床功率约束、进给力约束、主轴转速约束、进给速度约束、轴向深度约束；
所述工件表面粗糙度约束条件为R≤Rmax，Rmax为允许的最大粗糙度。
所述目标函数加权优化方法是M(n、fz、ap、ae)＝Mi×ji(i＝1、2、3)， ji为加权系数；i＝1时，j1＝0.9-0.95，M(n、fz、ap、ae)为表面粗糙度目标函数的最优解；i＝2时，j2＝0.8-0.84，M(n、fz、ap、ae)为加工成本目标函数的最优解；i＝3时，j2＝0.75-0.81，M(n、fz、ap、ae)为加工时间目标函数的最优解。

Claims (4)

1.一种壳体零件特征加工方法，其特征在于包括以下步骤：
1） 根据零件模型选择毛坯，毛坯体积减去零件体积计算废料去除量，根据废料去除量选择切削刀具和机床；
2） 根据废料去除量确定加工时间目标函数、加工成本目标函数、表面粗糙度目标函数，对所述三项目标函数加权优化；
3） 确定机床对铣削参数约束条件、工件表面粗糙度约束条件；
4） 对目标函数进行求解，确定铣削参数；
所述步骤1）中选择切削刀具的过程是：，其中ap为切削深度，ae为切削宽度；
所述步骤2）中加工时间目标函数tw=tm+th，tm为工序计算切削时间，th为换刀所需时间；
所述步骤2）中加工成本目标函数Cr=TM+Cd，其中TM机床为折旧费，Cd为刀具费用；
所述步骤2）中表面粗糙度目标函数R=Crnxrfz yrae Zrap wr，其中xr、yr、zr、wr根据刀具参数选取；
所述铣削参数为转速n和进给力fz。
2.如权利要求1所述的一种壳体零件特征加工方法，其特征在于：所述铣削参数约束条件为机床功率约束、进给力约束、主轴转速约束、进给速度约束、轴向深度约束。
3.如权利要求1所述的一种壳体零件特征加工方法，其特征在于：所述工件表面粗糙度约束条件为R≤Rmax，Rmax为允许的最大粗糙度。
4.如权利要求1所述的一种壳体零件特征加工方法，其特征在于：所述目标函数加权优化方法是M（n、fz、ap、ae）=Mi×ji（i=1、2、3），ji为加权系数；i=1时，j1=0.9-0.95，M（n、fz、ap、ae）为表面粗糙度目标函数的最优解；i=2时，j2=0.8-0.84，M（n、fz、ap、ae）为加工成本目标函数的最优解；i=3时，j2=0.75-0.81，M（n、fz、ap、ae）为加工时间目标函数的最优解。
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张青等: "基于粒子群算法的切削参数优化及其约束处理", 《航空精密制造技术》 *

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