专家主轴设计系统
修前田，榆中曹刚川说，优素福
译
摘要
本文介绍了一个专家主轴设计系统策略的基础上，有效地利用过去的设计经验，法律
机械设计，动力学和金属切削力学。配置主轴，是从一开始就决定规格的工件材料，理想的切削条件，而最常见的工具，用来对机床。主轴驱动机构，驱动马达， 轴承种类，主轴轴的尺寸都是选定的基础上，其目标应用。该文件提供了一套模糊设计规则， 这导致一种互动，并以自动化设计的主轴驱动配置。结构动力学的主轴是自动优化配置轴承沿主轴轴。建议的策略是要反复地预测频率响应函数（法郎）的主轴在刀尖采用有限元法（ FEM ）的基础上，预测法郎的主轴是集成到颤振振稳定的法律，这表明设计是否会导致颤振振免费
切割手术在理想的速度和深度，减少不同长笛的刀具。安排的轴承，是优化利用序贯二次规划（的SQP ）方法。
关键词:
1 .前言
主轴是主要的机械零件在加工中心。主轴轴旋转速度各不相同，并持有刀，其中机器的物质附着在机床就座。静态和动态刚度主轴直接影响加工生产率和完成高质量的工件。结构性能的主轴取决于尺寸轴，电机，刀柄，轴承，并设计配置的整体主轴大会。
这项研究认为，主轴部件选择和配置使用提出了专家系统的基础上，数字化的知识基础。专家系统与模糊逻辑，是实施遴选制度。
埃斯基吉奥卢等人。制定了一个以规则为基础的算法为选拔主轴轴承布置用亲登录，这是一种编程语言专家系统。轴承的安排是由切割术式，以及所需的切削力和生活的方向。黄和阿特金森，体现了知识细胞的方法多样设计。他们分为知识单元分为四个部分;功能，选拔，图形和逻辑单元。
为优化设计主轴，杨进行了静刚度优化，事关跨度利用两个轴承，并介绍了所用的方法，以解决多轴承跨度'优化方法。泰勒等人制定了一个计划，优化主轴轴直径，以减少静挠度与约束轴质量。下坡单纯形法是用来寻找最佳值。李彩进行了优化设计，使他们尽量减少重量的转子轴承系统与增强拉格朗日乘数法。陈展现了优化结果，以减少部队转发了由轴承支撑。王和昌模拟主轴轴承系统的有限元模型，并比较它的实验结果。他们得出结论认为，最佳轴承间距为静刚度，并不能保证一个最优的系统动态刚度的主轴，即轴承预紧力的研磨机进行优化。康等人进行了静态和动态分析主轴用关闭搁置Fe体系的一个补充，硬磁盘和非直线轴承型号。以往研究只用了两个支持轴承，虽然实际纱锭可能会使用较多轴承。
以往研究只用了两个支持轴承， 虽然实际纱锭可能会使用较多的轴承依赖于加工中的应用。此外， 他们大多是优化设计参数，如轴的直径，轴承跨距，轴承预紧力，以尽量减少静态偏转。本文认为，以上两个轴承在主轴模型，并考虑到颤振稳定的，这完全涉及到的动态特性主轴
整体专家主轴设计系统概述在图1。 设计主轴与优化轴承间距是用自动化的要求，设置由加工应用，专家主轴设计规则，切削力学，结构动力学和颤振稳定的铣削过程。
2 .专家系统为主轴设计
该专家系统为设计主轴，介绍了这里，以方便设计过程中利用过去的经验和知识。
专家系统结合起来，同模糊逻辑是作为遴选制度的组成部分，为主轴的设计，以处理不确定性，在设计过程中，作为说明图2 所需输入的数据为主轴的设计，如切削扭矩和功率，是用法律的切削力学所描述的那样，在[ 11 ] 。输入数据是进入模糊推理系统，该会是由设计专家，并用模糊隶属函数。该mamdani方法，是用来作为推理系统。模糊的价值观应用到模糊规则和汇总，使用最多的方法。结果聚集是defuzzified用质心的方法，并defuzzified号码是得到了。简单defuzzified号码是适用于选拔规则，为主轴部件。一个外部数据库，其中包括材料的切削系数，是连接到模糊推理系统，用户可以访问。该监理工程师，他们是获准继续维持这个专家系统，可以修改隶属函数和数据库时，倾向模糊的条款，如'高' ， '中'和'低'的变化，并随着技术的演进。在这篇文章中，传输和润滑类型决心用专家系统与模糊逻辑。
3 .优化轴承地点
为了运用优化的主轴设计，客观和设计变量建立。颤振振动是一个重要的课题，为机械工具，因为它可能会导致主轴，刀具和部分损害赔偿。
有相当数量的参数，在一个典型的主轴设计过程中，如尺寸的主轴轴，住宅建设和衣领。然而，最有效的设计参数需要被选定的优化设计主轴，在实践中。有许多限制，对几何设计的主轴部件，并在设计层面，通常是再加上对方。举例来说，若直径主轴轴的变化，孔径的房屋也必须改变，并有更多的参数，必须考虑到它可能导致一个衔接的问题，在优化算法。由于目标函数是高度非线形，序贯二次规划（的SQP ）方法是用在优化主轴的设计。迭代优化业务可以表示为下列方程。
4 .应用专家主轴设计系统
这项建议制度，举行示威，反对在商业上现有机床（森精机制作所的SH - 403 ）所示的图14作比较。主要主轴规格的SH - 403显示。主轴有一个摩托化传输与石油换空气式润滑与四个轴承在前面，一是在后方。最高主轴转速是20000每分钟转速和功率与扭矩性能研究。主轴电机定，从数据显示，这是假设用户希望使用机器为主，在切削飞机的零部件是从al7075 - T6的一个四槽立铣刀与理想切削深度3毫米和15000 rpm的主轴转速。最常见的切削条件列于表4 。
为了选择投送型，也可以直接耦合式或电动式， “主轴转速” ， “高动态刚度比低平衡振动” ， “低的热效应，主场迎战小噪音” ， 和“低更换运行成本低，比更换零件的成本”须投入。主轴转速是自动设定从最高电机转速。在这种情况下，有多少是假定从概念的机器写的SH - 403目录。模糊重量号码分别定为“3 ” ，“ 8 ” ，并“4 ” 。同样，模糊权的润滑系统是一套。
表5显示的结果主轴系统 。专家主轴设计系统选择了正确的传输和润滑型。
表6显示的名单协定之间的实际设计和设计，利用这个专家系统。成果经专家系统媲美的实际设计，在这5例。因此，正确的主轴组件可以选择与拟议专家系统，即是法治的基础和发展的隶属函数这一制度的定义是正确。
5 .结论
本文介绍了一个专家主轴设计系统的机床工程师。它提出了一种替代方法，以目前的设计实践，是基于过去的经验，个人设计师，而企图以消除昂贵的试验用法律的机械设计，固体力学，金属切削动力学的一个综合时尚。
设计配置和隶属函数储存在知识库用套设计规则根据以往的经验和规律，切割技工。模糊逻辑是用来作为推理引擎，在建议的专家系统。模糊逻辑可以处理设计的不确定性，如高，中和低转速或大/小转矩需要从主轴所在的确切数值，是很难订死，由设计师。隶属函数可以更新，由设计师为规则的变化，主要原因是技术进步在工业中。专家系统，导致自动生成主轴配置，其中包括传动轴，汽车类型和大小，传输机制之间的电机和主轴，刀柄风格。
而配置和分部件的主轴，是基于对扭矩，功率和速度的要求，从机床，确切地点的轴承必须下大决心的基础上，颤振振稳定的主轴。提出了一种轴承间距优化策略为主轴配置，由专家系统或设计，由工程师。设计者提供了初步的估计轴承地点，包括限制。配置主轴是分析一项拟议的有限元分析（有限元分析）基于梁元素。频率响应函数（法郎）的主轴在刀尖得到模态分析模块的有限元算法。轴承位置优化迭代，直到设计主轴满足颤振振免费切割限制。序贯二次规划（的SQP ） ，是用来作为优化方法在确定何为最佳轴承位置。拟议专家主轴设计的策略是体现在设计中的几个工业规模纱锭用于工业。
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本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/c052f60090c69ec3d5bb75f1.html
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