鈦合金薄壁件腹板加工工藝參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、隨著我國航空制造業(yè)的高速發(fā)展，鈦合金以其優(yōu)異的綜合性能和結(jié)構(gòu)特點被廣泛應用于航空結(jié)構(gòu)件的加工領(lǐng)域，然而鈦合金是難加工金屬，鈦合金薄壁件具有壁厚小，材料去除率比較高等特點，在各種因素的影響下，特別是切削力的影響下，零件容易發(fā)生加工變形，并且切削效率低下，這也極大影響了零件的質(zhì)量精度、使用性能、生產(chǎn)成本等。不同的加工參數(shù)使得刀具與工件之間的切削力大小不同，導致影響鈦合金薄壁件的變形和加工的效率不同。因此，在實際生產(chǎn)中，選擇最優(yōu)的切削參數(shù)加工

2、鈦合金薄壁件具有十分重要的意義。本文以鈦合金薄壁件腹板特征為研究對象，進行了切削力建模、變形量預測、遺傳算法多目標優(yōu)化等方面的研究，完成的主要工作有如下幾個方面。
　　(1)從正交切削分析入手，通過對斜角切削的機理進行深入分析，建立了斜角切削的精確切削力模型。針對腹板銑削加工的工藝特點，基于螺旋刃立銑刀幾何模型，分析了銑刀切削力瞬態(tài)模型，建立了模型常量與切削參數(shù)之間的關(guān)系模型。之后，切削力實驗確定平均切削力大小，分析實驗切削參數(shù)，

3、根據(jù)軸向切深和徑向切深分類切削力，然后分別求取切削力瞬態(tài)模型參數(shù)，最后求解了切削力模型常量。
　　(2)基于精確切削力模型對鈦合金腹板銑削精加工過程進行了有限元建模、載荷處理和模擬分析。首先分別在腹板長度和寬度方向間隔相同的距離建立測試點，加載相同的力，然后分析腹板加工變形規(guī)律找到腹板變形量最大的區(qū)域。之后，使用有限元軟件仿真出切削力與腹板受力的最大變形量之間的映射關(guān)系。最后使用正交多項式最小二乘法，將切削力與腹板最大變形量的映射

4、關(guān)系擬合成一個函數(shù)關(guān)系，為鈦合金薄壁件腹板加工參數(shù)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。
　　(3)研究了遺傳算法基本原理，在確定了切削參數(shù)優(yōu)化變量、適應度函數(shù)以及變量約束之后，根據(jù)遺傳算法基本原理構(gòu)建了鈦合金薄壁件腹板銑削加工參數(shù)優(yōu)化模型，利用MATLAB軟件實現(xiàn)了以最小化最大變形、最小化加工時間為目標的多目標切削參數(shù)優(yōu)化，得到參數(shù)優(yōu)化結(jié)果和各個變量的種群分布結(jié)果。
　　(4)通過設計優(yōu)化結(jié)果驗證的實驗，使用實驗設備和測量儀器，對鈦合金薄壁件