【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械加工，尤其涉及一种顺序搜索式切削用量优化试验方法。
技术介绍
1、切削用量优化试验的目的是通过试验的方法确定指定优化目标下的最优切削用量。现有的切削试验一般采用单因素试验法、全面试验法、部分试验法。部分试验法常采用正交试验法、均匀试验法。通过测量一系列不同切削用量组合下的刀具耐用度或磨损值，以回归方法拟合经验公式建立数学模型，确定约束条件及优化目标函数，最后用代数或迭代的方法求取优化的切削用量。约束条件一般包括工件粗糙度、机床最高转速、最大加工余量等。优化目标通常以最高生产率、最低生产成本、最高利润率为优化目标。以其中一种或几种进行加权构造出优化目标对切削用量的函数。
2、切削用量优化试验原理多数依据广义泰勒公式，少数依据马卡洛夫切削温度守恒定律。两种理论对于刀具磨损随切削用量变化的趋势判断有所不同。依据广义泰勒公式，刀具磨损随单一切削用量变化在其定义域内呈单调递增，需要增加换刀时间、设备折旧、工时等外部因素方能进行优化。依据马卡洛夫切削温度守恒定律，刀具磨损随单一切削用量变化在其定义域内存在最小值，即最佳切削温度点。也有研究将两种理论融合，认为广义泰勒公式只在马卡洛夫切削温度守恒定律所揭示的等温线以上的区域有效
3、上述切削用量优化试验方法一般见于切削理论及教学研究，难以应用于工厂实际生产。等切除量对比试验方法则是通过对比在等切除量条件下不同切削用量组合下的刀具磨损值，直接判断各切削用量组合的优劣，一定程度上避免了由于经验公式及数学模型的不准确所带来的影响。但是必须预先设计复杂的试验表
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种顺序搜索式切削用量优化试验方法；可直接应用于产品生产过程的高效切削用量优化试验方法。该方法依据预先确定的搜索规则，无需预先设计复杂的试验表，可以在有限步骤内迅速确定最优切削用量，降低试验成本，提高试验效率。
2、顺序搜索式切削用量优化试验方法具体为：对于钻削和铰削工艺，开展两因素试验，涉及切削速度v、进给量f两种因素；对于车削、镗削工艺和端刃铣削工艺，开展三因素试验，涉及切削速度v、进给量f、吃刀量a三种因素；对于侧刃铣削工艺，开展四因素试验，涉及切削速度v、进给量f、背吃刀量ap、侧吃刀量ae全部四种因素；其包括以下步骤：
3、步骤1：根据生产现场经验设定初始试验点的切削用量及其约束范围、比例系数s及试验材料切除量；若生产现场有提高切削效率的要求，设定最大提效指数emax。
4、所述切削用量包括切削速度v、进给量f、吃刀量a，吃刀量a包括背吃刀量ap、侧吃刀量ae；
5、对于两因素试验初始切削用量为v0，f0；对于三因素试验初始切削用量为v0，f0，a0；对于四因素初始试验切削用量为v0，f0，ap0，ae0；比例系数s的推荐范围为1<s≤2；最大提效指数emax的推荐范围为0≤emax≤1；
6、步骤2：保持试验材料切除量不变，确定相邻试验点的切削用量组合；
7、对于两因素试验涉及v，f两种因素，提高切削效率条件下产生2个相邻试验点，其切削用量分别为：(v0，f0s)、(v0s，f0)；等切削效率条件下产生2个相邻试验点，其切削用量分别为：(v0s-1，f0s)、(v0s，f0s-1)；
8、对于三因素试验涉及v，f、a三种因素，提高切削效率条件下产生3个相邻试验点，其切削用量分别为：(v0，f0s，a0)、(v0s，f0，a0)、(v0，f0，a0s)；等切削效率条件下产生6个相邻试验点，其切削用量分别为：(v0s-1，f0s，a0)、(v0，f0s，a0s-1)、(v0s，f0s-1，a0)、(v0s，f0，a0s-1)、(v0，f0s-1，a0s)、(v0s-1，f0，a0s)；
9、对于四因素试验涉及v，f、ap、ae四种因素，提高切削效率条件下产生4个相邻试验点，其切削用量分别为：(v0，f0s，ap0，ae0)、(v0s，f0，ap0，ae0)、(v0，f0，ap0s，ae0)、(v0，f0，ap0，ae0s)；等切削效率条件下产生18个相邻试验点，其切削用量分别为：(v0s-1，f0s，ap0，ae0)、(v0，f0s，ap0，ae0s-1)、(v0，f0s，ap0s-1，ae0)、(v0s，f0，ap0，ae0s-1)、(v0s，f0，ap0s-1，ae0)、(v0s，f0s-1，ap0，ae0)、(v0，f0，ap0s，ae0s-1)、(v0s-1，f0，ap0s，ae0)、(v0，f0s-1，ap0s，ae0)、(v0，f0，ap0s-1，ae0s)、(v0，f0s-1，ap0，ae0s)、(v0s-1，f0，ap0，ae0s)、(v0s，f0s，ap0s-1，ae0s-1)、(v0s-1，f0s，ap0s，ae0s-1)、(v0s-1，f0s，ap0s-1，ae0s)、(v0s，f0s-1，ap0s，ae0s-1)、(v0s，f0s-1，ap0s-1，ae0s)、(v0s-1，f0s-1，ap0s，ae0s)。
10、步骤3：以初始切削用量及试验材料切除量进行切削试验，测定初始试验点的刀具磨损值vm0；
11、步骤4：进行提高切削效率条件下的切削试验，测定每个试验点的刀具磨损值，取vm等于其中的最小值：两因素进行2次试验，三因素进行3次试验，四因素进行4次试验；若任意试验点切削用量超出约束范围，则忽略此试验点；
12、步骤5：对于生产现场没有提高切削效率要求的，若vm≤vm0，则重新设定取得vm时的切削试验点为初始试验点，重复执行步骤3，若vm>vm0，则执行步骤6。
13、对于生产现场有提高切削效率要求的，取提效指数若e≤emax，则重新设定取得vm时的切削试验点为初始试验点，重复执行步骤3，若e>emax，则执行步骤6。
14、步骤6：根据与取得vm时的切削用量相近程度确定等切削效率条件下的相邻试验点搜索顺序，进行等切削效率条件下的切削试验，测定每个相邻试验点的刀具磨损值vm；若出现vm<vm0，则中断本步骤，执行步骤7。
15、步骤7：若vm<vm0，则重新设定取得vm时的切削试验点为初始试验点，重复执行步骤6。若vm≥vm0，则执行步骤8。
16、步骤8：确认此时的初始切削用量为最优切削用量，结束试验。
17、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
18、本专利技术提供一种顺序搜索式切削用量优化试验方法，本专利技术采用顺序搜索模式，依据预先确定的搜索规则，无需预先设计复杂的试验表，可以在有限步骤内迅速确定最优切削用量，降低试验成本，提高试验效率。
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1.一种顺序搜索式切削用量优化试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的顺序搜索式切削用量优化试验方法，其特征在于，对于钻削和铰削工艺，开展两因素试验，涉及切削速度v、进给量f两种因素；对于车削、镗削工艺和端刃铣削工艺，开展三因素试验，涉及切削速度v、进给量f、吃刀量a三种因素；对于侧刃铣削工艺，开展四因素试验，涉及切削速度v、进给量f、背吃刀量ap、侧吃刀量ae全部四种因素。
3.根据权利要求1所述的顺序搜索式切削用量优化试验方法，其特征在于，步骤1中所述切削用量包括切削速度v、进给量f、吃刀量a，吃刀量a包括背吃刀量ap、侧吃刀量ae；
4.根据权利要求1所述的顺序搜索式切削用量优化试验方法，其特征在于，步骤2具体为：对于两因素试验涉及v，f两种因素，提高切削效率条件下产生2个相邻试验点，其切削用量分别为：(v0，f0S)、(v0S，f0)；等切削效率条件下产生2个相邻试验点，其切削用量分别为：
【技术特征摘要】
1.一种顺序搜索式切削用量优化试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的顺序搜索式切削用量优化试验方法，其特征在于，对于钻削和铰削工艺，开展两因素试验，涉及切削速度v、进给量f两种因素；对于车削、镗削工艺和端刃铣削工艺，开展三因素试验，涉及切削速度v、进给量f、吃刀量a三种因素；对于侧刃铣削工艺，开展四因素试验，涉及切削速度v、进给量f、背吃刀量ap、侧吃刀量ae全部四种因素。
3.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶洪涛，蒋宝文，卢成玉，闫峰，郝天旭，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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