[發(fā)明專利]基于銑削溫度預測殘余拉應力發(fā)生及相應優(yōu)化控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210149806.8
• 申請日: 2012-05-07
• 公開（公告）號: CN102672249A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 丁漢;朱大虎;張小明
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發(fā)明涉及切削加工領域，更具體地，涉及一種用于預測銑削加工過程中殘余拉應力發(fā)生及相應優(yōu)化控制方法。

背景技術

在高溫合金材料的航空發(fā)動機葉輪、葉片，以及鋁鋰合金蒙皮等薄壁件的機械加工過程中，其抗疲勞性能與成形工藝及機械加工工藝參數(shù)選取有密切的關系。殘余應力(特別是拉應力)的存在嚴重影響結構的疲勞強度和使役性能。為解決零件的高效低損傷的加工需求，需要首先確保加工過程的穩(wěn)定性，其次選取優(yōu)化的工藝參數(shù)來達到對銑削加工殘余應力的控制。

現(xiàn)有的銑削加工殘余應力的優(yōu)化方法都是基于加工工藝參數(shù)以及材料特性來建立與殘余應力之間的映射關系(El-Axir,M.2002.A?method?of?modeling?residual?stress?distribution?in?turning?for?different?materials,International?Journal?of?Machine?Tools?and?Manufacture?42:1055-1063)，主要包括刀具速度、工件進給率、切深、材料去除率、刀具與材料拉伸強度等。但由于金屬切削過程是一個復雜的非線性問題，涉及到的影響因子較多，很難一一找到與殘余拉應力之間的映射關系，給殘余拉應力的預測精度帶來影響。因此有必要尋找一個直觀的因素來表征殘余拉應力的發(fā)生，將殘余拉應力的多因素優(yōu)化控制問題轉化為對單因素的優(yōu)化控制。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種用于預測銑削加工過程中殘余拉應力發(fā)生及相應優(yōu)化控制方法，其能夠通過對殘余拉應力的多個影響因素進行簡化，并有效實現(xiàn)對殘余拉應力的預測和控制，相應實現(xiàn)零件的高效低損傷加工。

按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于銑削溫度預測銑削加工過程中殘余拉應力發(fā)生的方法，該方法包括下列步驟：

（1）根據(jù)銑削加工過程中的刀具運動軌跡和切屑去除方式，將被加工工件表面熱源分布簡化設定為梯形分布模型，并利用該梯形分布模型來計算被加工工件在銑削加工過程中由銑削加工參數(shù)所確定的表面及亞表面溫度T_M如下列式（一）所示：

TM=-2αRwqmπλv(lcosλs+apsinλs){∫xv2α(x-lcosλs)v2α(x-2αvu)(1tanλs+tanλs)e-uk0(v2α4α2v2u2+zi2)du+]]>