【摘 要】
：
随着机床切削技术不断向高速、高精度发展,刀具作为数控机床加工过程中的重要部件,其状态好坏已成为影响工件尺寸精度、表面质量、加工安全性及生产效率的关键因素。随着智能制造时代的来临,刀具磨损在线监测技术已成为当今先进制造技术的重要研究方向。本文以铣削加工过程中铣刀后刀面磨损量为研究对象,使用多传感器融合的方法采集信号并进行分析处理,利用支持向量回归机模型实现了对刀具磨损量的准确预测,主要工作如下:在信
【基金项目】
：
国家科技重大专项:轿车动力总成关键零件国产加工装备与艺集验证平台（2017ZX04016001）； 科技部国家重点研发计划:智能产线设备动态误差建模与在线补偿（2018YFB1701204）；
论文部分内容阅读
随着机床切削技术不断向高速、高精度发展,刀具作为数控机床加工过程中的重要部件,其状态好坏已成为影响工件尺寸精度、表面质量、加工安全性及生产效率的关键因素。随着智能制造时代的来临,刀具磨损在线监测技术已成为当今先进制造技术的重要研究方向。本文以铣削加工过程中铣刀后刀面磨损量为研究对象,使用多传感器融合的方法采集信号并进行分析处理,利用支持向量回归机模型实现了对刀具磨损量的准确预测,主要工作如下:在信号采集方面,本文在对不同类型信号优缺点进行对比的基础上,选择了主轴三向振动信号和电流信号作为监测对象,搭建了铣削试验平台,完成了铣刀全寿命加工过程的信号和磨损量采集工作。在信号处理方面,在对原始信号进行时域、频域和时频域特征提取后,使用相关系数法进行特征筛选,通过对比4种特征后处理方法,选择高斯加权移动平均法对筛选得到的特征集进行平滑处理。在模型构建与优化方面,通过研究核函数选择对模型拟合和泛化能力的影响,确定使用线性核构建基于遗传算法参数寻优的支持向量回归机模型,初步构建了磨损量预测模型,并在未知实验数据集上验证了其泛化能力。通过与神经网络模型的对比证明了该模型的优越性。针对上述模型局部预测精度低的问题,提出分磨损阶段进行特征筛选并建模,最终在测试集上的平均相对误差为4.99%,平均绝对误差为4.47μm,最大误差为11.16μm,均方误差为28.38μm~2。最后设计实验验证了利用刀具磨损量预测模型对加工进行实时补偿的可行性。
其他文献
焊接过程是一个多变量、非线性、时滞的复杂过程。焊接工艺参数及装配的改极大地影响着焊缝成形及接头质量。铝合金焊接过程中,传统的单一传感手段不能准确、有效的监控焊接过程。因此,采用多源传感器可获取焊接装配情况,如间隙、错边等,并结合正面焊接熔池视觉信息,进一步预测背面熔透状态对于铝合金机器人TIG焊接质量的预测控制具有重要意义。本文以航天2A14铝合金机器人TIG焊为应用背景,搭建了铝合金TIG焊接多
Ti6Al4V是典型的α+β双相钛合金,具有出色的比强度,耐蚀性和生物相容性。然而,通过常规加工技术制造的钛合金可加工性较差。因此钛合金的非传统加工技术—激光选区熔化技术（SLM）引起了研究人员的关注,该技术可以制造几何构型高度复杂的成形件。采用SLM工艺技术制造的Ti6Al4V构件目前已广泛应用于注塑模具,医疗设备和航空航天中等各领域中。为满足航天复杂构件对成形质量和精度的严格要求,需要进一步探
高温合金精密成型技术在航空航天、船舶等领域日益受到广泛重视,被用于制备航空发动机的叶片、涡轮后机匣等复杂薄壁铸件。随着轻量化集成制造的发展,精密铸件的结构越来越复杂,导致蜡模的结构也越来越复杂,由此带来的蜡模复杂程度会加大熔模铸造过程中沾浆淋砂的工艺难度,使得陶瓷模壳的制备变得更加困难。为了避免传统的沾浆淋砂工艺带来的制壳均匀性差、面层致密度低等问题,本文探索了一条新的技术路线,即采用电泳沉积技术
为了满足轻量化和使用安全性的要求,工业制造对高强钢性能的要求越来越高。汽车用第三代先进高强钢通过调控马氏体和残余奥氏体的含量获得较高的强度和强塑积。集装箱用耐候钢通过微合金化,在提高强度的同时具备优异的耐大气腐蚀能力和较好的加工使用性能。但是随着强度的提高以及特殊服役环境引入氢含量的可能性增加,钢中可扩散原子氢引发氢脆带来机械性能（强度和塑性）的恶化极大地限制了高强钢在工业中的应用和发展。钢中氢脆
电接触材料是控制电路通断的关键器件,在反复开闭过程中极易受到熔焊、腐蚀、磨损等形式的失效,所以电接触材料需要具备抗熔焊性强,耐腐蚀性能好,硬度适当和接触电阻稳定且较低等特性。所以电接触材料对材料性能的要求多样,且有些性能之间互相矛盾,比如耐腐蚀性能好,需要在材料中添加第二组分组成合金,但合金的接触电阻较大。所以在实际应用中的电接触材料需要在各种性能之中进行取舍。电接触材料在使用过程中,材料表面的性
镁合金在航空航天、轨道交通领域具有极大的应用前景,但镁合金高温性能及抗蠕变性能偏低,在一定程度上制约了镁合金在高温条件下的应用。如何提高镁合金材料的高温性能,一度成为重点和难点。根据之前的研究报道,镁稀土合金是迄今为止耐热性能最佳的镁合金体系,关于镁稀土合金的高温性能及抗蠕变性能的研究主要聚焦在析出相的强化效应上,对于溶质原子与位错、晶界之间的交互作用的研究较少,研究镁稀土合金高温拉伸及蠕变变形过
高硅铝合金因为其优异的热膨胀性能和摩擦磨损性能广泛用于各种汽车零部件和电子封装材料中,但是其组织中粗大复杂不规则的多面体状的初晶硅和大的层片状共晶硅组织严重降低了材料的性能,对硅相的细化和变质的效果将直接决定着材料的性能,如何获得细小并且规则的块状初晶硅和细小呈纤维状的共晶硅是研究的重点。由于化学变质剂的瓶颈和毒化作用,使得高硅铝合金的硅相的细化和变质面临诸多挑战,因此本文使用γ-Al2O3纳米颗
镁合金作为最轻的金属工程材料,具有很多优点,被广泛应用在很多领域。特别是AZ91合金,作为目前开发最为成功、应用最为广泛的镁合金,它具有良好的铸造性能和耐腐蚀性能。但目前该合金在熔炼过程中易氧化燃烧,限制了其进一步推广应用。因此,提高AZ91合金的阻燃性,已成为一个亟待解决的问题。Ca是镁合金中合适的阻燃合金元素,和Ce联合加入阻燃效果较单一加入时好。但考虑到Ce元素价格昂贵,不应加入过多的Ce元
铝合金、高强钢异种金属连接件应用于汽车车身可以实现车身轻量化从而达到节能减排的效果。由于汽车车身制造高速化、精准化、自动化的要求,使得激光焊接技术广泛应用于车身结构件的连接制造过程中。然而由于铝、钢的热物理性能差异较大使得二者的焊接接头可靠性难以保证,尤其是二者间的冶金相容性较差使得铝与钢的焊接过程中极易形成硬脆的铁铝金属间化合物（Intermetallic compound,IMC）,极大地影响
近年来,轻量化技术逐渐受到制造业领域的重视。7075铝合金由于具有密度小、屈强比高、抗冲击性能良好等特性,是比较理想的轻质材料。但是7075铝合金在室温下的成形能力较差,采用铝合金热冲压技术可以有效解决这一问题。目前,在铝合金热成形研究中,对于7075铝合金高温本构模型的研究大多数都没有考虑固溶参数的影响,或者将固溶带来的影响固定为一个常数,未考虑到热力学历史的影响。因此,研究固溶态7075铝合金