模拟和优化机械表面拓在球端加工过程中的模型
Renwei Wang1, Bin Zhao2, Dingzhong Tan1
1College of Mechanical and Electrical Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|April 13, 2024
概括
这项研究引入了一种新的算法来模拟表面地形,并预测球端削中的粗度. 该方法优化了切割参数,提高了加工效率和表面质量.
科学领域:
- 制造业 工程 制造工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 计算力学 计算力学 计算力学
背景情况:
- 优化加工表面地形对于产品性能至关重要.
- 球端削是一种广泛使用的制造工艺,具有复杂的表面生成.
研究的目的:
- 开发和验证一种新的算法,用于模拟球末削中的表面地形.
- 预测表面粗度 (Sa) 并优化切割参数,以提高加工效率.
主要方法:
- 开发了一个离散的工件模型,使用Z-map方法和切削边的三角近似.
- 通过几何交叉点模拟材料的去除,并通过实验测量进行验证.
- 采用Box-Behnken设计和响应表面方法来进行参数分析和优化.
主要成果:
- 该算法准确地模拟了3D表面地形,2D配置文件和平均粗度 (Sa).
- 使用ANOVA和缩小二次模型,确定了表面粗度 (Sa) 和切割参数之间的相关性.
- 确定了最佳切割参数 (每个牙的料,切割深度,倾斜/引进角度),以在Sa约束下提高效率.
结论:
- 拟议的算法为模拟表面地形和预测粗度提供了一种有效的方法.
- 该研究展示了一种可行的方法,可以根据表面粗度预测优化球末削的切割参数.
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