基于響應曲面法的GH4169銑削參數優化及實驗研究*

常星星,史精平,胡夢婷,葛 鑫

(安徽天航機電有限公司,安徽 蕪湖 241000)

0 引 言

不同的加工工藝和條件對加工表面的完整性有直接影響,從而導致工件的疲勞性能顯著不同。這對于航空領域的承重結構非常重要,因為疲勞斷裂(占承重失效的80%以上)對零件最終表面完整性的影響作用十分顯著。學者們多年來專注于這一領域的研究,并取得了許多積極成果[1-3]。

從以往采用相同加工工藝的研究成果可以得出結論,表面粗糙度值越高,加工表面上的微缺口越深,局部微應力集中越嚴重[4-5]。這將對工件的疲勞性能產生負面影響。

GH4169是最常用的鎳基高溫合金之一,它廣泛用于制造航空發動機整體葉盤、葉片、驅動軸和其他承重結構[6]。目前,GH4169主要通過數控銑削加工。然而,優異的機械和熱性能也會導致較差的可加工性,因為刀具磨損快、切削顫振和切削力大等特點會限制加工精度和表面完整性的進一步提高[7]。

基于此,筆者以GH4169鈦合金銑削加工的關鍵因素(轉速、進給量、切削深度)為影響因子,以加工后的表面粗糙度為目標值,運用響應曲面分析法對加工的參數進行擬合與分析,通過建立的工藝標準數學模型對數據的正態分布進行驗證,尋找最優的參數組合,為進一步提高GH4169銑削加工的表面質量提供有力的借鑒。

1 實驗條件及步驟

1.1 實驗材料

為保證實驗中所用的材料的統一性,降低不同參數銑削加工時表面粗糙度測量引起的誤差,選擇一塊較大面積的GH4169板進行銑削,其形狀如圖1所示。……