隨著我國航天事業(yè)的不斷發(fā)展和壯大,我國的航空航天飛行技術(shù)正一步步的朝著高、精、尖方向發(fā)展。在航空航天等重要領(lǐng)域中,鋁鋰合金以質(zhì)量輕,材料用量小,強度高和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)越的綜合性能而被廣泛的應(yīng)用,但是這種零件材料去除率高達80%以上,使用傳統(tǒng)的銑削加工方法不但加工效率低,而且零件的加工精度和表面的粗糙度達不到要求。本文針對此類問題,以航空鋁鋰合金薄壁構(gòu)件數(shù)控銑削加工為背景,對其加工工藝參數(shù)進行多目標(biāo)優(yōu)化,在現(xiàn)有加工條件下保證工件加工質(zhì)量并提高加工效率。通過對2195鋁鋰合金薄壁構(gòu)件進行的數(shù)控銑削實驗數(shù)據(jù),采用方差法分析了四種變量對工件表面粗糙度的影響,結(jié)果表明每齒進給量對工件表面粗糙度影響程度最大,其他依次為徑向切深、主軸轉(zhuǎn)速和軸向切深,而且除了表面粗糙度隨著每齒進給量增加而增加,其他加工參數(shù)對表面粗糙度影響并無明顯規(guī)律。通過表面硬度實驗數(shù)據(jù)對鋁鋰合金薄壁構(gòu)件的加工硬化進行研究,主要以切削速度與進給量為變量對其進行分析,發(fā)現(xiàn)了其加工硬化規(guī)律。本文采用回歸方法建立了表面粗糙度預(yù)測模型,并通過試驗驗證了模型的準(zhǔn)確性。通過鋁鋰合金進行的數(shù)控銑削實驗所獲得的銑削力數(shù)據(jù),采用極差法對其進行研究分析,... 

【文章來源】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

薄壁構(gòu)件加工質(zhì)量的影響因素Figure1.1Factorsaffectingtheprocessingqualityofthin-walledcomponents

遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文5料之間無顯著差異[21]。丁悅等對2198鋁鋰合金進行高速切削實驗，分析了各個加工參數(shù)對表面粗糙度的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)機床主軸振動和進給量在發(fā)生變化時會導(dǎo)致工件拐角處與平直處表面粗糙度不同，最終獲得了設(shè)置相對較小的進給量與徑向切深可以減小工件表面粗糙度的結(jié)論[22]。徐海進對鋁鋰合金進行高速銑削實驗，分別比較了7085、6061、2024等型號鋁鋰合金的工藝參數(shù)和對其進行加工所用刀具的參數(shù)等因素對切削力的影響規(guī)律，通過鋁鋰合金的表面應(yīng)力、表面裂紋等因素分析了鋁鋰合金高速切削工藝參數(shù)對加工表面質(zhì)量的影響規(guī)律[23]。呂巖對2060鋁鋰合金進行高速銑削試驗，對所獲試驗數(shù)據(jù)進行分析處理，發(fā)現(xiàn)最小二乘支持向量回歸機的表面粗糙度預(yù)測模型可以精確的預(yù)測工件表面粗糙度，并以材料去除率為優(yōu)化目標(biāo)，采用Matlab軟件進行優(yōu)化求解，通過實驗驗證最優(yōu)解的準(zhǔn)確性[24]。蘇宇等人總結(jié)了以往一些表面粗糙度預(yù)測模型方法的不足之處，采用ANFIS系統(tǒng)建立鋁鋰合金表面粗糙度預(yù)測模型，系統(tǒng)流程圖如圖1.2所示，通過實驗驗證該模型精度較高，利于找出加工參數(shù)對表面粗糙度的影響規(guī)律[25]。圖1.2表面粗糙度預(yù)測流程圖Figure1.2SurfaceroughnesspredictionflowchartN.SureshKumarReddy等人研究了TiAlN硬質(zhì)合金刀的刀具參數(shù)和加工條件對干切削加工特性的影響，采用響應(yīng)曲面法建立了表面粗糙度預(yù)測模型，采用遺傳算法對優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)進行優(yōu)化，最后通過實驗驗證了最優(yōu)解的準(zhǔn)確性[26]。ZHANGHongzhou等人對TC11鈦合金進行切削實驗，建立了表面粗糙度多元線性回歸模型，采用響應(yīng)曲面法生成表面粗糙度的響應(yīng)輪廓，得出了保證表面粗糙度的情況下選擇最優(yōu)切削參數(shù)可以提高材料去除率

實驗數(shù)據(jù)建立了銑削力回歸模型，發(fā)現(xiàn)切削力與其他因素相比較對工件加工變形量影響程度較大，并提出適當(dāng)?shù)募庸すに噮?shù)來加工弱剛性工件[43]。C.CTsao對鋁合金進行切削實驗，對所獲實驗數(shù)據(jù)進行回歸分析，建立切削力與刀刃磨損的預(yù)測模型，最后得出較小刀具直徑、合適的刀具螺旋角及進給速度可以降低工件加工時的銑削力與刀刃磨損等結(jié)論[44]。Salguero,J.對UNSA92024-T3鋁合金進行高速外圓銑削，利用所獲實驗數(shù)據(jù)中分析了進給量與切削速度對切削力的影響規(guī)律，并且建立了相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，通過實驗驗證了模型的準(zhǔn)確性[45]。圖1.3鋁合金波薄壁構(gòu)件銑削加工Figure1.3Millingofaluminumalloywavethin-walledmembers徐玉東等對鋁合金薄壁構(gòu)件進行銑削實驗，利用所獲實驗數(shù)據(jù)建立了銑削力與加工變量相關(guān)力學(xué)模型，分析了各個加工參數(shù)對銑削力的影響規(guī)律，從而獲得了選擇適當(dāng)?shù)你娤鲄?shù)以提高加工效率的結(jié)論，如圖1.3所示[46]。劉均等提出在進行切削過程中銑削刃長度所構(gòu)造瞬時的銑削力模型，通過實驗驗證銑削力模型的準(zhǔn)確性與可靠性，為銑削加工工藝參數(shù)優(yōu)化提供參考[47]。胡敏敏等對鈦合金進行銑削實驗，采用響應(yīng)曲面法對所獲實驗數(shù)據(jù)進行研究分析，建立了鈦合金銑削力預(yù)測模型，通過大量實驗驗證該模型的準(zhǔn)確性，為后續(xù)研究者提供一定的參考價值[48]。1.2.5工藝參數(shù)優(yōu)化研究現(xiàn)狀2015年5月我國已經(jīng)把先進制造技術(shù)作為未來重點發(fā)展主要方向之一，并且數(shù)控加工是先進制造技術(shù)中的一種不可或缺的方式，但是對零部件在進行數(shù)控加工時，對機床的利用率并不高，不僅不能提高加工效率，還會使加工質(zhì)量下降，所以在數(shù)控加工前對加工工藝參數(shù)進行優(yōu)化是一種非常的有效的手段來提高加工效率、降低加工成本、提高加工質(zhì)量。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于中心復(fù)合響應(yīng)曲面法的42CrMo高速銑削試驗分析[J]. 張家雨,唐德文,鄒樹梁,彭宇聲.  制造技術(shù)與機床. 2019(02)
[2]TC4鈦合金薄壁零件銑削變形分析研究[J]. 李體仁,馬超超,王悉穎.  機電工程技術(shù). 2019(01)
[3]分析薄壁零件數(shù)控加工工藝質(zhì)量改進方法[J]. 王心怡.  內(nèi)燃機與配件. 2018(20)
[4]鈦合金薄壁件銑削試驗及相關(guān)銑削力模型的研究[J]. 葛茂杰,杜永斌,李斌,王敏,馬媛媛.  機械工程與自動化. 2018(05)
[5]有效控制薄壁鋁合金細長軸加工變形的方法分析[J]. 張文健,楊嵩.  工具技術(shù). 2018(09)
[6]基于粒子群算法的銑削參數(shù)優(yōu)化研究[J]. 鄧偉,宋景.  貴陽學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(03)
[7]薄壁零件加工精度的影響因素及工藝措施探析[J]. 彭成民,羅剛,趙平.  橡塑技術(shù)與裝備. 2018(15)
[8]基于田口設(shè)計法的數(shù)控銑削加工參數(shù)優(yōu)化[J]. 王愛華,舒克.  實驗科學(xué)與技術(shù). 2018(05)
[9]航空薄壁鋁合金構(gòu)件加工變形淺析[J]. 于春濤,劉國平.  國防制造技術(shù). 2018(02)
[10]基于多變異位遺傳算法的銑削參數(shù)優(yōu)化研究[J]. 高慶,崔友昌,李松.  科技資訊. 2018(04)

博士論文
[1]高速切削航空鋁合金變形理論及加工表面形成特征研究[D]. 付秀麗.山東大學(xué) 2007

碩士論文
[1]五軸數(shù)控銑削加工參數(shù)對表面形貌影響與優(yōu)化[D]. 馬建星.大連理工大學(xué) 2018
[2]航空鋁合金切削表層微觀組織特征與性能研究[D]. 安增輝.濟南大學(xué) 2016
[3]高速銑削鋁鋰合金切削力和表面粗糙度試驗研究[D]. 呂巖.燕山大學(xué) 2016
[4]精密車削工藝參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化研究[D]. 徐江雁.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[5]航空發(fā)動機鈦合金薄壁回轉(zhuǎn)件車削工藝研究[D]. 崔建民.大連理工大學(xué) 2015
[6]航空薄壁件切削加工變形控制與實時監(jiān)測的研究[D]. 馮戰(zhàn)巨.東北大學(xué) 2015
[7]鈦合金Ti6Al4V切削加工機理及參數(shù)優(yōu)化[D]. 陸濤.西華大學(xué) 2015
[8]面向能效的數(shù)控銑削加工工藝參數(shù)優(yōu)化模型及方法研究[D]. 李鵬宇.重慶大學(xué) 2014
[9]基于GRA-PSO算法的正交車銑加工參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化[D]. 黎豐.華中科技大學(xué) 2014
[10]鋁鋰合金高速銑削試驗研究[D]. 徐海進.南京航空航天大學(xué) 2013



本文編號：3534242