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本文摘要：

3.2 車銑復(fù)合 CK36F 上的加工工藝

本文通過(guò)對(duì)齒輪滾刀傳統(tǒng)粗加工工藝進(jìn)行分析，指出了滾刀傳統(tǒng)粗加工生產(chǎn)效率低且人工決策工藝時(shí)存在“一致性”的問(wèn)題，難以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，而開(kāi)發(fā)針對(duì)滾刀車銑復(fù)合加工的CAPP系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)決策滾刀加工工藝。根據(jù)目前工藝決策研究的現(xiàn)狀，利用優(yōu)化模型決策滾刀加工參數(shù)的方法以解決滾刀車銑復(fù)合加工工藝缺少的問(wèn)題，在獲得工藝數(shù)據(jù)后構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)，利用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)去決策滾刀車銑復(fù)合加工工藝；兩者由MATLAB編寫(xiě)程序，程序驗(yàn)證了CAPP系統(tǒng)決策滾刀車銑復(fù)合加工工藝的正確性和可行性，模型獲得了滾刀車銑復(fù)合加工的工藝數(shù)據(jù)，也實(shí)現(xiàn)了滾刀車銑復(fù)合加工工藝的準(zhǔn)確、智能化決策。最后，根據(jù)研究?jī)?nèi)容，在VS2017平臺(tái)編寫(xiě)了相應(yīng)的人機(jī)交互軟件供生產(chǎn)實(shí)踐使用。具體研究結(jié)論如下：

1）滾刀車銑復(fù)合加工工藝分析

本文分析了齒輪滾刀的結(jié)構(gòu)，根據(jù)其傳統(tǒng)粗加工的加工特點(diǎn)，確定了車銑復(fù)合加工的各個(gè)工序；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)車銑復(fù)合加工工藝各工序的加工參數(shù)進(jìn)行了修改、增刪，以貼合實(shí)際生產(chǎn)要求，確定了車銑復(fù)合加工工藝各工序的加工參數(shù)。

2）滾刀車銑復(fù)合加工優(yōu)化模型構(gòu)建

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際本文分析了滾刀加工所要達(dá)到的質(zhì)量和效率要求，因此確定了加工用時(shí)優(yōu)化目標(biāo)；同時(shí)根據(jù)部分工序所要求的表面粗糙度技術(shù)要求以及實(shí)際生產(chǎn)中機(jī)床的加工能力，對(duì)表面粗糙度和切削參數(shù)進(jìn)行約束；以各工序的切削參數(shù)為優(yōu)化變量，然后研究分析了各工序加工參數(shù)與優(yōu)化目標(biāo)之間的理論關(guān)系，綜合其理論關(guān)系與約束條件，構(gòu)建優(yōu)化模型；使用遺傳算法對(duì)其迭代求解。仿真計(jì)算結(jié)果表明：在滿足加工質(zhì)量的前提下，優(yōu)化模型能夠求解得到加工時(shí)間較少的滾刀車銑復(fù)合加工切削參數(shù)。

3）滾刀車銑復(fù)合加工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

本文分析了滾刀加工工藝決策的已知參數(shù)與待求解參數(shù)，將其作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入和輸出；對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反向傳播算法進(jìn)行研究分析，改進(jìn)了其反向傳播的過(guò)程，將改進(jìn)算法應(yīng)用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練、測(cè)試過(guò)程中；為了簡(jiǎn)化模型、提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)決策的準(zhǔn)確性，本文選擇了兩套方案神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方案，通過(guò)對(duì)比兩者的預(yù)測(cè)性能，擇優(yōu)選用了方案二BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對(duì)工藝數(shù)據(jù)集進(jìn)行了訓(xùn)練學(xué)習(xí)以及測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明：所有預(yù)測(cè)參數(shù)的命中率在80％以上，基本實(shí)現(xiàn)了本文要求的準(zhǔn)確決策切削參數(shù)的預(yù)期目標(biāo)。

本文所設(shè)計(jì)的CAPP系統(tǒng)，通過(guò)MATLAB的仿真測(cè)試后，證實(shí)了該系統(tǒng)決策齒輪滾刀車銑復(fù)合加工工藝的正確性和可行性，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、自動(dòng)化決策滾刀工藝的目標(biāo)，提高了滾刀加工質(zhì)量的穩(wěn)定性；相應(yīng)人機(jī)交互軟件的測(cè)試結(jié)果，表明了該系統(tǒng)對(duì)滾刀實(shí)際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。

本文對(duì)滾刀車銑復(fù)合加工工藝自動(dòng)決策做了深入的研究，雖然取得了一定的成果，但是僅局限于滾刀粗加工工藝，即滾刀能夠在車銑復(fù)合加工機(jī)床上加工的工藝，不夠全面，滾刀后續(xù)的加工工藝需要在今后的實(shí)際工作中作進(jìn)一步研究：

1）本文主要針對(duì)常見(jiàn)的整體式滾刀作了車銑復(fù)合加工工藝的決策，其它結(jié)構(gòu)滾刀的工藝需要進(jìn)一步研究。

2）本文的優(yōu)化模型考慮了加工時(shí)間目標(biāo)，根據(jù)“綠色制造”的要求，可以考慮將制造過(guò)程中的碳排放量作為目標(biāo)之一，但限于實(shí)驗(yàn)條件無(wú)法在此方向作深入的研究，后續(xù)工作需要對(duì)其深入研究。

3）由于車銑復(fù)合加工中心還在研發(fā)生產(chǎn)中，本文研究、設(shè)計(jì)的CAPP系統(tǒng)未能應(yīng)用于車銑復(fù)合中心，待條件成熟，需要將本文所設(shè)計(jì)的CAPP系統(tǒng)應(yīng)用于車銑復(fù)合加工生產(chǎn)實(shí)踐。

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