航空航天難加工材料切削加工過(guò)程模擬與智能控制綜述*

趙 彪，王 欣，陳 濤，丁文鋒，傅玉燦，徐九華，趙正彩，陳清良

（1.南京航空航天大學(xué)，南京 210016；2.航空工業(yè)成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，成都 610092）

隨著航空航天領(lǐng)域高端裝備及關(guān)鍵構(gòu)件對(duì)功重比、可靠性、使用壽命等方面的要求不斷提升，對(duì)相關(guān)高性能難加工材料，如鈦合金、鎳基高溫合金、高強(qiáng)度鋼等的加工質(zhì)量、效率和成本等也提出了更高的要求。這些材料的加工過(guò)程普遍存在顫振、刀具崩刃、加工表面燒傷、加工質(zhì)量不穩(wěn)定以及效率低等一系列問(wèn)題，給加工制造帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。切削加工是航空航天難加工材料及關(guān)鍵構(gòu)件加工制造的主要方法，其技術(shù)水平對(duì)零件制造質(zhì)量有重要影響。切削力、切削溫度、刀具壽命、加工表面質(zhì)量是切削加工研究的主要對(duì)象，如何準(zhǔn)確預(yù)測(cè)與控制這些加工過(guò)程量一直是切削加工領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，也是實(shí)現(xiàn)難加工材料高品質(zhì)、高效率和低成本加工的前提條件[1–2]。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，智能控制技術(shù)在切削加工中的應(yīng)用也愈加廣泛。有限元仿真技術(shù)功能強(qiáng)大，可利用數(shù)學(xué)近似的方法對(duì)真實(shí)切削過(guò)程進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程量（如切削力、切削溫度、刀具磨損和表面完整性）的預(yù)測(cè)，在提高材料加工質(zhì)量、加工效率和降低工業(yè)成本等方面的應(yīng)用有著廣闊的前景[3–4]。切削加工過(guò)程的智能控制主要包括刀具、工件以及機(jī)床的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，信息采集與分析，采用算法和智能技術(shù)對(duì)加工狀態(tài)進(jìn)行判斷，通過(guò)控制模塊對(duì)加工參數(shù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整以及采取增加刀具剛度進(jìn)行夾具位置補(bǔ)償?shù)葍?nèi)容[5–8]。……