前言:
钛合金是一种难加丁材料,由于材质强度高、热传
导率低、高温条件下化学活性高等特性,在钻孔过程中易出现川口毛刺、刀具易磨损、切削力大以及孔表面粗糙等质量缺陷。其中,孔径表面粗糙是常见的质量缺陷,但其由于独特的抗腐蚀性、耐温、轻质、韧性好、原材料丰富等优点而被广泛用于航空航天、舰艇船舶、汽车、发动机%领域1。螺旋铁孔(Helical milling hole,HMH)作为一种新型精湛丁艺,广泛用于高端制造业,尤其对于钛合金等难加丁材料是一种丁艺利器,最早由TeNshrff教授在1994年提出,一般分为便捷式和自动HMH装置2。对于HMH切削技术,国外学者有较深人的研究:Whirmem等3对HMH技术进行了阐述并实证波音飞机上的应用;Ni等4基于HMH加工机理提出在动力学方面的研究;Denkena等5针对钛合金板材叠层结构研究了T.艺参数对切削力及孔径精度的影响规律;Fangmann等6通过大量实验,发现HMH技术对于传统切削具有切削力小、切削温度低及毛刺少等优点。国内江跃东等7对钛合金孔壁表面完整性的影响规律进行了研究;王丰超等8研究了 HMH 丁艺参数对于孔加丁质量的影响。针对参数优化问题,国内外较多学者采用单策略或单算法,如正交试验法'模拟退火算法9、遗传算法1(]\粒子群优化算法_11_进行了深人研究;但也有学者采用多种组合改进算法,如Chen等f将H00KE-JEEVES模式搜索与模拟退火算法进行了结合。Saravanan等13采用模拟退火算法和遗传算法对切削用量进行研究;谢书童等14采用基因修复与惩罚函数两种策略解决车削参数优化问题。此外,在切削参数优化方面也有新研究,如Yan等15首次将切削能耗考虑在内,利用灰色关联分析和曲面响应法对其进行寻优。作者针对难加工材料钛合金HMH切削参数优化问题,采用帕累托遗传算法和正交试验法两种策略解决切削参数优化问题,首先在分析螺旋铣切削原理的基础上提出优化目标,建立参数优化数学模型;其次用帕累托遗传算法求解该模型,获得一组优化解集,在此基础上运用正交试验法检验优化模型预测精度,最后对钛合金切削加丁实证研究,验证遗传算法优化解集的严谨性和正确性,进而分析切削参数对孔表面质量的影响,最终确定切削参数优化结果并通过实证分析获得了验证,为满足航天丁业对钛合金结构件装配孔的质量控制提供了数据依据。
针对难加丁材料钛合金切削加丁,目前流行采用螺旋铣孔切削T.艺,其是一种孔加丁技术,丁作方式属偏心加丁,即刀具中心轨迹走螺旋线而不是直线,这种丁_作方式有利于散热和排屑,能显著降低轴向切削力。工件在加工过程中,刀具因机械摩擦影响切削軔性,易造成相变磨损,可通过调节偏心对孔径进行偏差补偿,并且还可减少换刀次数,延长刀具使用寿命,即用一把铣刀加T.不同直径的孔,在提高刀具使用效率的同时,还能降低切削成本,提高加&效率\钛合金切削过程由自转运动、公转运动和向下沿轴向进给运动共同作用完成一个切削过程。HMH切削示意图,如图1所示。对于HMH而言,上述三#运动并非孤立,而是有一定的内在关联,图中%表示转轴向切深,简称轴向切削深度;刀真宣径,认表tk加.T.件孔直径,两_之^,表疋刀#■中心偏移量,因有加丁要求确定,所以不做邊量考虑。当刀具直径A一定时,螺旋铣孔切削.T艺由轴向切削深度ap、切削速度%、每齿切向进给量/参数确定。上述3个变量之间存在的内在关系C=/(%,/;,ttp),表示切削效率函数。
伯特利数控 备注:为保证文章的完整度,本文核心内容都PDF格式显示,如未有显示请刷新或转换浏览器尝试,手机浏览可能无法正常使用!
结束语:
1) 办集中分布于0.40?0.55 pm,满足航空工业对
钛合金装配孔的精度要求。
2) 合理选择切削参数不仅受到切削系统自身多个因素的影响,还受加工要求的约束,通过分析切削参数对刀具切削寿命、孔表面粗糙度和切削功率的影响,表明切削参数的选取具有内在关联性。
3)在保证办通8 pm的前提下,选择合理的切削参数,有利于延长刀具使用寿命和提高切削绩效,避免在较大范围内基于经验认知选取切削参数的做法。
伯特利数控是一家集销售、应用及服务于一体的公司。产品包括:CNC加工中心、钻攻中心、龙门加工中心、雕铣机、石墨机、五轴加工中心、立式加工中心、卧式加工中心等。我们机床的生产工厂设在广东省东莞市,目前其生产的加工中心70%出口,其中出口到欧洲占到50%。我们尽心、尽力、尽意的服务!
声明:本站文章均来自网络,所有内容不代表本站观点,本站不承担任何法律责任!