鈦合金薄壁件腹板加工工藝參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、隨著我國(guó)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(diǎn)被廣泛應(yīng)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(diǎn)，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(dǎo)致影響鈦合金薄壁件的變形和加工的效率不同。因此，在實(shí)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(duì)象，進(jìn)行了切削力建模、變形量預(yù)測(cè)、遺傳算法多目標(biāo)優(yōu)化等方面的研究，完成的主要工作有如下幾個(gè)方面。
　　(1)從正交切削分析入手，通過(guò)對(duì)斜角切削的機(jī)理進(jìn)行深入分析，建立了斜角切削的精確切削力模型。針對(duì)腹板銑削加工的工藝特點(diǎn)，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(shí)驗(yàn)確定平均切削力大小，分析實(shí)驗(yàn)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(duì)鈦合金腹板銑削精加工過(guò)程進(jìn)行了有限元建模、載荷處理和模擬分析。首先分別在腹板長(zhǎng)度和寬度方向間隔相同的距離建立測(cè)試點(diǎn)，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(xiàng)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(gè)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(yīng)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(shí)現(xiàn)了以最小化最大變形、最小化加工時(shí)間為目標(biāo)的多目標(biāo)切削參數(shù)優(yōu)化，得到參數(shù)優(yōu)化結(jié)果和各個(gè)變量的種群分布結(jié)果。
　　(4)通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)，使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備和測(cè)量?jī)x器，對(duì)鈦合金薄壁件