[發(fā)明專利]一種鋁合金薄壁結(jié)構(gòu)抗疲勞銑削工藝參數(shù)控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810263075.7
• 申請(qǐng)日: 2018-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN108274054A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚倡鋒;張定華;任軍學(xué);武導(dǎo)俠;譚靚;沈雪紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23C3/00
• 分類號(hào): B23C3/00
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務(wù)所 61219
• 代理人: 張瑞琪

本發(fā)明公開了一種鋁合金薄壁結(jié)構(gòu)抗疲勞銑削工藝參數(shù)控制方法，建立表面完整性對(duì)疲勞壽命的影響模型以及制造因子對(duì)表面完整性的影響模型，建立抗疲勞初選制造因子模型，根據(jù)表面完整性與疲勞壽命的關(guān)系以及制造因子與表面完整性的關(guān)系，獲得鋁合金薄壁構(gòu)件抗疲勞銑削制造因子集合；在初選制造因子集合內(nèi)進(jìn)行正交試驗(yàn)和疲勞壽命壽命試驗(yàn)；以疲勞壽命為判據(jù)，通過分析制造因子對(duì)表面完整性特征的影響關(guān)系以及表面完整性特征對(duì)疲勞壽命的影響關(guān)系，獲得使疲勞壽命提高的切削工藝變化方向及制造因子范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)薄壁結(jié)構(gòu)的工藝參數(shù)的有效控制，提高構(gòu)件的抗疲勞性能。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于抗疲勞銑削工藝參數(shù)優(yōu)化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋁合金薄壁結(jié)構(gòu)抗疲勞銑削工藝參數(shù)控制方法。

【背景技術(shù)】

幾十年的服役實(shí)踐證明，機(jī)械零構(gòu)件失效中疲勞失效占到50～90％，而航空構(gòu)件中疲勞失效占到80％以上。特別是飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等關(guān)鍵構(gòu)件，疲勞是機(jī)械零構(gòu)件安全服役威脅最大的失效模式。長期以來，人們一直把機(jī)械零構(gòu)件表面幾何特征如表面粗糙度、表面微裂紋作為衡量表面加工質(zhì)量的主要依據(jù)。認(rèn)為表面微觀不平度越小，疲勞強(qiáng)度越高。后來又引進(jìn)了三個(gè)參數(shù)：表面殘余應(yīng)力、表面冷作硬化程度和深度。目前，研究者們?cè)谠u(píng)價(jià)表面完整性特征參數(shù)對(duì)疲勞性能的影響方面，尚無統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，一些研究者認(rèn)為，影響疲勞性能的主要因素是殘余應(yīng)力，而另一些則認(rèn)為，疲勞性能的變化是因冷作硬化或表面粗糙度所致。因此，研究薄壁結(jié)構(gòu)抗疲勞銑削工藝參數(shù)域，對(duì)提高構(gòu)件疲勞性能具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種鋁合金薄壁結(jié)構(gòu)抗疲勞銑削工藝參數(shù)控制方法，通過控制制造因子取值范圍，從而控制加工表面完整性，提高構(gòu)件疲勞性能。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種鋁合金薄壁結(jié)構(gòu)抗疲勞銑削工藝參數(shù)控制方法，具體包括以下步驟：

步驟1、確定初選制造因子集合C1：{[v_c1min，v_c1max]；[f_z1min，f_z1max]；[a_p1min，a_p1max]；[a_e1min，a_e1max]}，其中，[v_c1min，v_c1max]為銑削速度的初選值集合，[f_z1min，f_z1max]為每齒進(jìn)給量的初選值集合，[a_p1min，a_p1max]為銑削深度的初選值集合，[a_e1min，a_e1max]為銑削寬度的初選值集合；

步驟2、在制造因子集合C1中進(jìn)行三因素三水平的正交試驗(yàn)，加工多個(gè)試驗(yàn)試件，對(duì)每個(gè)試驗(yàn)試件進(jìn)行表面完整性測(cè)試，分別得出多個(gè)試驗(yàn)試件的平均表面粗糙度R_a、平均表面殘余應(yīng)力σ_r和平均表面顯微硬度HV；運(yùn)用多元線性回歸分析法，建立制造因子和表面完整性特征的影響模型：

其中，v_c,f_z,a_e,a_p分別為銑削速度、每齒進(jìn)給量、銑削寬度和銑削深度，α_i,β_i,γ_i,η_i分別為v_c,f_z,a_e,a_p的指數(shù)，i＝1～3，A、B、C均為常數(shù)；

步驟3、對(duì)每個(gè)試驗(yàn)試件進(jìn)行疲勞壽命試驗(yàn)，運(yùn)用多元線性回歸法，建立表面完整性對(duì)疲勞壽命的影響模型：

N_f＝10^DR_a^κσ_r^λHV^μ，