文档介绍：分类号学号 M201070530
学校代码 10487 密级

硕士学位论文

基于加工动力学模型的工艺参数优化研究

学位申请人:
学科专业: 机械工程
指导教师:

答辩日期: 2012 年 5 月 18 日
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master of Engineering

Optimization Study on the Processing
Parameters Based on the Cutting
Dynamic Model

Candidate : Ma Chao
Major : Mechanical Engineering
Supervisor : Prof. Deng Chao

Huazhong University of Science and Technology
Wuhan, Hubei 430074, P. R. China
May, 2012
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工
作及取得的研究成果。尽我所知,除文中已标明引用的内容外,本论文
不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究
做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到
本声明的法律结果由本人承担。
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日期: 年月日
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本论文属于
不保密□。
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学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月日
华中科技大学硕士学位论文

摘要
正确合理地选择工艺参数对确保产品质量、降低生产成本、提高生产率起着十
分重要的作用,因此,选择工艺参数已成为机械制造业中一项关键的经济活动。本
文以铣削加工为对象,研究工艺参数优化,建立基于铣削加工动力学模型的工艺参
数优化模型,并采用混合智能优化算法进行求解。
首先,在分析国内外研究现状的基础上,总结工艺参数优化的特点与方法,提
出基于铣削加工动力学的工艺参数优化模型。针对工艺参数优化模型的目标函数,
重点分析了基于非线性动力学理论的表面加工质量和基于线性动力学理论的机床稳
定性极限的获取方法,进一步完善了工艺参数优化模型。
其次,根据工艺参数优化模型的多目标、非线性的特点,采用混合遗传算法和
粒子群算法的智能优化算法对模型进行求解。在粒子群寻优过程中引入遗传变异的
改进策略,改变了粒子的搜索路径,同时,基于粒子聚集度分析,采用高斯变异措
施,提高算法的收敛精度、收敛速度和解决复杂问题能力,为解决工艺参数优化模
型提供了有力的技术保障。
最后,以数控镗铣床为对象,采用 MATLAB 编程求解,获取最优工艺参数,并
对优化结果进行分析和验证。结论表明,该工艺参数优化模型可行、有效。
关键词:工艺参数优化;加工动力学模型;遗传算法;粒子群算法
I
华中科技大学硕士学位论文

Abstract
To choose the correct and suitable processing parameters is very important to ensure
the product quality, decrease the costs and increase the productivity. So it has e an
important economic activity in manufacturing industry. This paper focused on process
parameters optimization by taking milling as the target, the cutting dynamic is used to
design the optimization model, an