机械外文翻译中英文56557116didg.docx

徐州工程学院毕业设计(论文)附录附录1：英文原文文Seleectiion of opttimuum ttooll geeomeetryy annd ccutttingg coondiitioonsusinng aa suurfaace rouughnnesss prrediictiion moddel forr ennd mmilllinggAbsttracctInnfluuencce oof ttooll geeomeetryy onn thhe qquallityy off suurfaacepprodduceed iis wwelll knnownn annd hhencce aany atttemppt tto aasseess thee peerfoormaanceeof endd miilliing shoouldd inncluude thee toool geoomettry. Innthee prreseent worrk, expperiimenntall sttudiies havve bbeenn coonduucteed ttoseee tthe efffectt off toool geoomettry (raadiaal rrakee annglee annd nnosee raadiuus)aand cutttinng ccondditiionss (ccutttingg sppeedd annd ffeedd raate) onn thhemaachiininng pperfformmancce dduriing endd miilliing of meddiumm caarboonstteell. TThe firrst andd seeconnd oordeer mmathhemaaticcal moddelss, iin ttermmsoff maachiininng pparaametterss, wweree deevellopeed ffor surrfacce rrougghneessppreddicttionn ussingg reespoonsee suurfaace metthoddoloogy (RSSM) on thee baasissof expperiimenntallressultts. Thee moodell seelecctedd foor ooptiimizzatiionhhas beeen vvaliidatted witth tthe Chii sqquarre ttestt. TThe siggnifficaancee offtheese parrameeterrs oon ssurffacee rooughhnesss hhas beeen eestaabliisheed wwithhanaalyssis of varriannce. Ann atttemmpt hass allso beeen mmadee too opptimmizeethee suurfaace rouughnnesss prrediictiion moddel usiing gennetiic aalgooritthmss(GAA). Thee GAA prrogrram givves minnimuum vvaluues of surrfacce rrougghneessaand theeir resspecctivve ooptiimall coondiitioons.1 InntrooducctioonEnd milllinng iis oone of thee moost commmonnly useed mmetaal rremoovallopeerattionns iin iinduustrry bbecaausee off itts aabillityy too reemovve mmateeriaalfaasteer ggiviing reaasonnablly ggoodd suurfaace quaalitty. It is useed iina varrietty oof mmanuufaccturringg inndusstriies inccluddingg aeerosspacce aandaautoomottivee seectoors, whheree quualiity is an impporttantt faactoor iin tthepprodducttionn off sllotss, ppockketss, ppreccisiion mouuldss annd ddiess. GGreaaterratttenttionn iss giivenn too diimennsioonall acccurracyy annd ssurffacee rooughhnesssoff prroduuctss byy thhe iinduustrry tthesse ddayss. MMoreeoveer, surrfacce ffiniishiinflluenncess meechaaniccal prooperrtiees ssuchh ass faatiggue behhaviiourr,weear, coorroosioon, lubbriccatiion andd ellecttriccal connducctivvityy. TThuss,meeasuurinng aand chaaraccterriziing surrfacce ffiniish cann bee coonsiiderredffor preedicctinng mmachhiniing perrforrmannce.Surffacee fiinisshreesulltinng ffromm tuurniing opeerattionns hhas traadittionnalllyreeceiivedd coonsiiderrablle rreseearcch aatteentiion, whheree ass thhatoof mmachhiniing proocesssess ussingg muultiipoiint cuttterrs, reqquirres atttenttionnby ressearrcheers. Ass thhesee prroceessees iinvoolvee laargee nuumbeeroff paarammeteers, itt woouldd bee diiffiicullt tto ccorrrelaate surrfacce ffiniishwwithh ottherr paarammeteers jusst bby ccondducttingg exxperrimeentss. MModeelliinghhelpps tto uundeersttandd thhis kinnd oof pproccesss beetteer. Thooughhsomme aamouunt of worrk hhas beeen ccarrriedd ouut tto ddeveelopp suurfaace finnishhpreedicctioon mmodeels in thee paast, thhe eeffeect of toool ggeommetrry hhasrreceeiveed llitttle atttenttionn. HHoweeverr, tthe raddiall raake anggle hass a majjoraaffeect on thee poowerr coonsuumpttionn appartt frrom tanngenntiaal aandrradiial forrcess. IIt aalsoo innfluuencces chiip ccurllingg annd mmodiifiees cchippfloow ddireectiion. Inn adddittionn too thhis, reeseaarchherss 11 hhavee allso obsservvedtthatt thhe nnosee raadiuus pplayys aa siigniificcantt roole in afffecttinggthee suurfaace finnishh. TTherrefoore thee deevellopmmentt off a goood mmodeelshhoulld iinvoolvee thhe rradiial rakke aanglle aand nosse rradiiusaalonng wwithhothher rellevaant facctorrs.Estaabliishmmentt off effficciennt mmachhiniing parrameeterrs hhas beeena proobleem tthatt haascoonfrrontted mannufaactuurinng iinduustrriess foorneearlly aa ceentuury, annd iis sstilll tthe subbjecct oof mmanyy sttudiies. Obbtaiininngopptimmum macchinningg paarammeteers is of greeat conncerrn iinmaanuffactturiing inddusttriees, wheere thee ecconoomy of macchinningg opperaatioonpllayss a keyy roole in thee coompeetittivee maarkeet. In matteriialrremoovall prroceessees, an imppropper sellecttionn off cuuttiing conndittionnscaausee suurfaacess wiith higgh rrougghneess andd diimennsioonall errrorrs, anddit is eveen pposssiblle tthatt dyynammic pheenommenaa duue tto aautoo exxcittedvvibrratiionss maay sset in 2. IIn vvieww off thhe ssignnifiicannt rrolee thhat theemilllinng ooperratiion plaays in toddays mmanuufaccturringg woorldd, ttherre iisa neeed tto ooptiimizze tthe macchinningg paarammeteers forr thhis opeerattionn.Soo, aan eeffoort hass beeen madde iin tthiss paaperr too seee tthe infflueenceeof toool ggeommetrry(rradiial rakke aanglle aand nosse rradiius) annd ccutttinggconndittionns(ccutttingg sppeedd annd ffeedd raate) onn thhe ssurffacee fiinisshprroduucedd duurinng eend milllinng oof mmediium carrbonn stteell. TThe expperiimenntallressultts oof tthiss woork willl bbe uusedd too reelatte ccutttingg sppeedd,feeed ratte,rradiial rakke aanglle aand nosse rradiius witth tthe macchinninggressponnse i.ee. ssurffacee rooughhnesss bby mmodeelliing. Thhe mmathhemaaticcalmmodeels thuus ddeveelopped aree fuurthher utiilizzed to finnd tthe opttimuumprroceess parrameeterrs uusinng ggeneeticc allgorrithhms.2 ReevieewProccesss moodelllinng aand opttimiizattionn arre ttwo impporttantt isssuees iinmaanuffactturiing. Thhe mmanuufaccturringg prroceessees aare chaaraccterrizeedbyy a mulltippliccityy off dyynammicaallyy innterracttingg prroceess varriabbless.Suurfaace finnishh haas bbeenn ann immporrtannt ffacttor of macchinningg inn prrediictiingpperfformmancce oof aany macchinningg opperaatioon. In ordder toddeveelopp annd ooptiimizze aa suurfaace rouughnnesss moodell, iit iis eesseentiial touundeersttandd thhe ccurrrentt sttatuus oof wworkk inn thhis areea.Daviis eet aal. 3 haave invvesttigaatedd thhe ccutttingg peerfoormaancee offfivve eend millls havvingg vaarioous hellix anggless. CCutttingg teestss weerepperfformmed on aluuminniumm allloyy L 65 forr thhreee miilliing proocesssess(faace, sllot andd siide), iin wwhicch ccutttingg foorcee, ssurffacee rooughhnesssannd cconccaviity of a mmachhineed pplanne ssurffacee weere meaasurred. Thheceentrral commpossitee deesiggn wwas useed tto ddeciide on thee nuumbeer oofexxperrimeentss too bee coonduucteed. Thee cuuttiing perrforrmannce of thee enndmiillss waas aasseesseed uusinng vvariiancce aanallysiis. Thee afffeccts of spiindllesppeedd, ddeptth oof ccut andd feeed ratte oon tthe cutttinng fforcce aand surrfaccerooughhnesss wweree sttudiied. Thhe iinveestiigattionn shhoweed tthatt enndmiillss wiith lefft hhandd heelixx annglees aare genneraallyy leess cosst eeffeectiivetthann thhosee wiith rigght hannd hheliix aanglles. Thheree iss noo siigniificcanttdiffferrencce bbetwweenn upp miilliing andd doown milllinng wwithh reegarrd ttothhe ccutttingg foorcee, aalthhouggh tthe diffferrencce bbetwweenn thhem reggarddinggthee suurfaace rouughnnesss waas llargge. Bayyoummi eet aal. 4 haavesstuddiedd thhe aaffeect of thee toool rottatiion anggle, feeed ratte aand cutttinngsppeedd onn thhe mmechhaniistiic pproccesss paarammeteers (prresssuree, ffricctioonpaarammeteer) forr ennd mmilllingg opperaatioon wwithh thhreee coommeerciialllyavvaillablle wworkkpieece matteriialss, 111 LL 177 frree macchinningg stteell, 662-335-33 frree macchinningg brrasss annd 220244 allumiiniuum uusinng aa siinglleflluteed HHSS milllinng ccuttter. Itt haas bbeenn fooundd thhat preessuure anddfriictiion actt onn thhe cchipp toool iinteerfaace deccreaase witth tthe inccreaaseoof ffeedd raate andd wiith thee deecreeasee off thhe ffloww annglee, wwhillethhe ccutttingg sppeedd haas aa neegliigibble efffectt onn soome of thee maaterrialldeppenddentt paarammeteers. Prroceess parrameeterrs aare summmarrizeedinnto emppiriicall eqquattionns aas ffuncctioons of feeed rratee annd ttooll rootattionnanggle forr eaach worrk mmateeriaal. Howweveer, ressearrcheers havvenoot ttakeen iintoo acccouunt thee efffeccts of cutttinng ccondditiionss annd ttoollgeoomettry simmulttaneeoussly; beesiddes theese stuudiees hhavee noot cconssideereddthee opptimmizaatioon oof tthe cutttinng pproccesss.As eend milllinng iis aa prroceess whiich invvolvves a llargge nnumbberff paarammeteers, coombiinedd innfluuencce oof tthe siggnifficaant parrameeterrsann onnly be obttainned by moddelllingg. MManssourr annd AAbdaallaaet al. 55 hhavee deevellopeed aa suurfaace rouughnnesss moodell foor ttheeend milllinng oof EEN322M (a ssemii-frree cutttinng ccarbbon casse hharddeniingssteeel wwithh immproovedd meerchhanttabiilitty). Thhe mmathhemaaticcalmmodeel hhas beeen ddeveelopped in terrms of cutttinng sspeeed, feeed rrateeandd axxiall deepthh off cuut. Thee afffecct oof tthesse pparaametterss onn thhesuurfaace rouughnnesss haas bbeenn caarriied outt ussingg reespoonsee suurfaacemmethhodoologgy (RSMM). A ffirsst oordeer eequaatioon ccoveerinng tthe speeedrrangge oof 330335 mm/minn annd aa seeconnd oordeer eequaatioon ccoveerinngthhe sspeeed rrangge oof 224338 mm/minn weere devveloopedd unnderr drrymaachiininng ccondditiionss. AAlauuddiin eet aal. 6 deevellopeed aa suurfaacerrougghneess moddel usiing RSMM foor tthe endd miilliing of 1900 BHHNstteell. FFirsst aand seccondd orrderr moodells wweree coonsttruccteddaloong witthcoontoour graaphss foor tthe sellecttionn off thhe ppropper commbinnatiion ofccutttingg sppeedd annd ffeedd too inncreeasee thhe mmetaal rremoovall raate witthouutsaacriificcingg suurfaace quaalitty. Hassmi et al. 77 aalsoo ussed theeRSMM moodell foor aasseessiing thee innfluuencce oof tthe worrkpiiecee maaterriallon thee suurfaace rouughnnesss off thhe mmachhineed ssurffacees. Theemoddel wass deevellopeed ffor milllinng ooperratiion by connducctinng eexpeerimmenttsonn stteell sppeciimenns. Thee exxpreessiion shoows, thhe rrelaatioonshhipbbetwweenn thhe ssurffacee rooughhnesss aand thee vaarioous parrameeterrs;nnameely, thhe ccutttingg sppeedd, ffeedd annd ddeptth oof ccut. Thhe aabovvemoodells hhavee noot cconssideeredd thhe aaffeect of toool ggeommetrry oon ssurffaceerouughnnesss.Sincce tthe turrn oof tthe cennturry qquitte aa laargee nuumbeer oof aatteempttshaave beeen mmadee too fiind opttimuum vvaluues of macchinninggparrameeterrs. Usees oof mmanyy meethoods havve bbeenn reeporrtedd inn thheliiterratuure to sollve opttimiizattionn prrobllemss foor mmachhiniing parrameeterrs.JJainn annd JJainn 88 hhavee ussed neuurall neetwoorkss foor mmodeelinngannd ooptiimizzingg thhe mmachhiniing conndittionns. Thee reesullts havvebeeen vallidaatedd byy coompaarinng tthe opttimiizedd maachiininng ccondditiionssobttainned usiing gennetiic aalgooritthmss. SSureesh et al. 99 hhaveedevveloopedd a surrfacce rrougghneess preedicctioon mmodeel ffor turrninng mmilddsteeel usiing a rrespponsse ssurffacee meethoodollogyy too prroduuce thee faactoorafffeccts of thee inndivviduual proocesss pparaametterss. TTheyy haave alsso ooptiimizzedtthe turrninng pproccesss ussingg thhe ssurffacee rooughhnesss ppreddicttionnmoddel as thee obbjecctivve ffuncctioon. Connsidderiing thee abbovee, aan aatteemptt haas bbeenn maade in thiis wworkk too deevellop a ssurffacee rooughhnesssmoodell wiith toool ggeommetrry aand cutttinng ccondditiionss onn thhe bbasiisoff exxperrimeentaal rresuultss annd tthenn opptimmizee itt foor tthe sellecttionn offtheese parrameeterrs wwithhin thee giivenn coonsttraiintss inn thhe eend milllinngopperaatioon.3 MeethoodollogyyIn tthiss woork, maatheematticaal mmodeels havve bbeenn deevellopeed uusinngexxperrimeentaal rresuultss wiith thee heelp of ressponnse surrfacce mmethhodoologgy.Thee puurpoose of devveloopinng mmathhemaaticcal moddelss reelattinggthee maachiininng rrespponsses andd thheirr faactoors is to facciliitatte tthe opttimiizattionnof thee maachiininng pproccesss. TThiss maatheematticaal mmodeelhaas bbeenn ussed as an objjecttivee fuuncttionn annd tthe opttimiizattionn waascaarriied outt wiith thee heelp of gennetiic aalgooritthmss.3.1 Matthemmatiicall foormuulattionnRespponsse ssurffacee meethoodollogyy(RSSM) is a ccombbinaatioon oof mmathhemaaticcalaand staatissticcal tecchniiquees uusefful forr moodelllinng aand anaalyzzinggthee prrobllemss inn whhichh seeverral inddepeendeent varriabbless innfluuenccea deppenddentt vaariaablee orr reespoonsee. TThe matthemmatiicall moodellscoommoonlyy ussed aree reepreesenntedd byy:wherre YY iss thhe mmachhiniing ressponnse, is thee reespoonsee fuuncttionnandd S, f , , rr arre mmilllingg vaariaablees aand iss thhe eerroor wwhicch iisnoormaallyy diistrribuutedd abboutt thhe oobseerveed rrespponsse YY wiith zerromeean.The rellatiionsshipp beetweeen surrfacce rrougghneess andd ottherr inndeppenddenttvarriabbless caan bbe rreprreseenteed aas ffolllowss， whheree C is a cconsstannt aand a, b, c aand d aare expponeentss.To ffaciilittatee thhe ddeteermiinattionn off coonsttantts aand expponeentss,thhis matthemmatiicall moodell wiill havve tto bbe llineeariizedd byy peerfoormiingaa loogarrithhmicc trranssforrmattionn ass foolloows:The connstaantss annd eexpoonennts C, a, b, c aand d ccan be dettermmineedbyy thhe mmethhod of leaast squuarees. Thee fiirstt orrderr liineaarmoodell, ddeveelopped froom tthe aboove funnctiionaal rrelaatioonshhip usiinglleasst ssquaaress meethood, cann bee reepreesenntedd ass foolloows:wherre YY1 iis tthe esttimaatedd reespoonsee baasedd onn thhe ffirsst-oordeer eequaatioon,YY iss thhe mmeassureed ssurffacee rooughhnesss oon aa loogarrithhmicc sccalee,x00 = 1 (dummmy varriabble), xx1, x2, x33 annd xx4 aare loggariithmmic traansfformmatiionssof cutttinng sspeeed, feeed rratee, rradiial rakke aanglle aand nosseraadiuus rresppecttiveely, iss thhe eexpeerimmenttal errror andd b valluess arrethhe eestiimattes of corrressponndinng pparaametterss.The genneraal ssecoond ordder pollynoomiaal rrespponsse iis aas ggiveenbeeloww:wherre YY2 iis tthe esttimaatedd reespoonsee baasedd onn thhe ssecoond orddereequaatioon. Thee paarammeteers, i.e. b0, b1, b2, b3, b4, b12, b23, b14, ettc.aare to be esttimaatedd byy thhe mmethhod of leaast squuarees. Vallidiity of theesellectted moddel useed ffor opttimiizinng tthe proocesss pparaametterss haasbeeen tesstedd wiith thee heelp of staatissticcal tessts, s