deform船用柴油机机身切削加工实验设计与参数优化(3)

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本课题的研究就是在上述制造业发展背景下提出的，以船用柴油机机身零件的数控铣削为研究对象，通过分析柴油机机身数控铣削的过程中的切削用量的优化问题，运用高速铣削软件优化机身高速铣削过程中的铣削参数、仿真实验来验证所优化的切削参数的合理性。通过对本课题的研究可以为企业的生产加工提供合理、优化的切削数据，以现有的数控加工设备为基础上，发挥先进加工设备的优势高效率、高精度地完成柴油机体机身零件的加工，从而在一定程度上提升柴油机企业和我国船舶的竞争力。

1.2 课题的研究意义

1.2.1 理论意义

广泛运用的数控加工技术与迅速发展的各种先进制造技术使得切削加工过程中的生产辅助时间大大降低，从而提高了生产总时间中分配给切削时间的比重。由此可见，减少切削加工时间是提高生产率的一项重要措施。目前，船舶制造企业大量引进数控加工技术，但是由于缺乏指导数控加工工艺的文件、工艺水平不高以及切削参数选择不合理等问题，导致数控加工的综合效益没有得到充分发挥。针对我国目前的发展状况来说，切削参数的合理选择对数控加工的影响很大。切削参数优化的研究在我们国内还处于起步阶段，大部分仍停留在高校和科研院所，大部分企业对这个问题还不是很重视。

运用现代切削理论、数学建模、智能算法以及模型分析相结合的方法寻求合理的切削参数，以保证加工质量为前提，缩短加工时间，降低生产成本已经成为切削加工领域的一个重要研究方向。本课题属于船用机械先进制造技术领域，研究该课题的目的在于为船用柴油机机身零件的加工提供合理的优化的切削参数。因此，在现代数据库、神经网络、智能算法、专家系统等理论和技术的支持下，切削参数优化的研究具有重要的理论意义。

1.2.2 实用价值

作为当今船舶配套设备中的核心设备及重要推动力，柴油机的价格约为整条船价格的10﹪～20﹪。机身是柴油机的关键零件，本课题选用船用柴油机关键件（机身）的铣削为研究对象，以切削力建模、切削加工仿真的研究为基础实现柴油机机身零件铣削过程的切削参数的优化，从而提高柴油机机身零件的加工效率与生产制造水平，这对柴油机性能的提升、整船成本的降低起到了很大的作用。目前，我国海军舰船主要采用大功率中速柴油机为推进动力，通过对舰船所用中速大功率柴油机的机身切削加工技术水平的研究，可以提高柴油机机身零件的加工制造水平及提升柴油机总体的综合质量。同时，还提高柴油机的整体性能和国内配套能力和缩短了制造周期，越来越有利于我国海军快速发展壮大及海军舰船战斗力的全面提高。由此可见，本课题的研究对推动船用机械制造水平具有重要的现实意义。

1.4 课题研究所存在的问题

由于切削参数的不合理选择而影响零件加工质量以及加工效率的情况比较严重，其中，实际情况下常见的生产问题主要包括以下几个方面：

（1）加工结果的不可预测性。由于没有建立加工参数与加工结果之间的确定关系，无法预测一定的加工参数加工出来的结果，这导致零件的加工质量难以保证，常出现零件的超差甚至报废后果。除了加工质量外，加工时间也无法预测，这导致工时定额不准，数控加工管理水平难以进一步提高。

（2）生产成本的不可控制性。传统的机械加工中，对于单件或者小批量生产，切削参数的确定是工艺人员通过查询机械加工手册并结合已有的加工经验完成的，对成批生产，还要根据工艺试验结果进行工艺参数的校正，这不仅增加了工艺编制的工作量，而且加大了生产成本，延长了生产周期，同时由于参数选择的不当，将会造成刀具磨损剧烈，加大加工成本。