原位自生TiB2/Al復(fù)合材料車削參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化方法*

（西北工業(yè)大學(xué)現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安710072）

航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展對(duì)航空材料性能提出了更高的要求。陶瓷顆粒與鋁合金的復(fù)合使顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料展現(xiàn)出如低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度、高耐磨性和低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)異性能，在航空航天領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注[1-3]。基于上述優(yōu)點(diǎn)，顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料已成為制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)大尺寸風(fēng)扇葉片的理想材料之一。由于鋁基復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，高硬度增強(qiáng)顆粒的磨粒磨損作用，導(dǎo)致鋁基復(fù)材難以機(jī)械加工，特別體現(xiàn)在刀具壽命短、表面質(zhì)量差以及材料去除率低等方面[4-7]。

車削加工是顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料精密和超精密加工主要手段之一。目前，針對(duì)該類型材料車削加工性能的研究主要集中在傳統(tǒng)SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)材車削加工的刀具磨損、表面完整性、表面微觀形貌及車削參數(shù)優(yōu)化等方面[8-10]。然而，作為新型原位自生TiB2/Al復(fù)合材料，其制備尚處于研究階段，國(guó)內(nèi)外還未見到對(duì)其車削性能進(jìn)行研究的相關(guān)文獻(xiàn)。同時(shí)，由于TiB2增強(qiáng)顆粒的尺度、力學(xué)性能、材料構(gòu)型方式與傳統(tǒng)顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料具有較大差異，必然影響其機(jī)械加工性能。為此，有必要針對(duì)TiB2/Al復(fù)合材料的車削加工理論方法展開研究。

本文針對(duì)車削參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化問題，主要從以下幾個(gè)方面開展研究：首先，開展車削參數(shù)的單因素試驗(yàn)，研究適合加工該材料的參數(shù)控制域；其次，基于參數(shù)控制域中設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，建立表面粗糙度預(yù)測(cè)模型；……