基于最小加工表面裂纹的TiAl合金铣削参数优化

发布时间：2024-06-15 05:19

　　TiAl合金以其优异的性能被广泛应用于航空、航天制造领域,但由于TiAl合金自身的物理、化学特性,导致其切削性能较差,加工过程中容易出现工件表面烧伤、表面微裂纹等问题。为了研究TiAl合金铣削加工过程中切削工艺参数对加工表面裂纹的影响规律,设计了TiAl合金切削参数与加工表面裂纹之间的正交试验。结果表明:切削速度对TiAl合金铣削表面裂纹的影响最大,其次是切削深度和切削宽度,每齿进给量对表面裂纹的影响最小。基于遗传算法,以表面裂纹长度为目标函数,优化得到的最优参数组合为:ae=0. 2 mm、ap=0. 2003 mm/z、fz=0. 02001 mm/z、vc=20. 0004 m/min。采用优化后的参数铣削TiAl合金,发现工件表面的实际加工裂纹长度和经过算法优化的裂纹长度相差较小,该优化方法可行性较高,误差较小。

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【部分图文】：

图2铣削表面裂纹长度随切削参数的变化曲线

为了研究TiAl合金铣削表面裂纹长度随切削参数的变化规律，根据表2中的极差分析结果，绘制出表面裂纹长度随切削参数的变化曲线，如图2所示。从图2可以看出，表面裂纹长度随每齿进给量的增大先减小后增大。当每齿进给量从0.02增加到0.04mm/z时，表面裂纹长度从147.21减小到14....

图1工件表面微观图像

图1是其中一组参数下的铣削加工表面图像，从图中可以看出，试件加工表面出现了很多微小裂纹，而且裂纹形状不规则。采用直读法观测表面裂纹并计算裂纹长度时，选取裂纹上距离最大的两点间的距离作为表面裂纹的长度。由于每幅图片中的裂纹尺寸变化较大，较小尺寸的裂纹相比较大尺寸的裂纹对试件的疲劳寿....

图3遗传算法流程图

应用GA算法解决问题的过程是一个典型的迭代过程，基本流程如图3所示。3.2基于遗传算法的切削参数优化

图4优化适应度曲线

基于遗传算法，在Matlab2014a环境中编写了优化程序，经过大量测试，遗传算法的主要参数选定为：初始种群规模PopulationSize=200，最大进化代数MaxGenerations=100，交叉概率Pc=0.2，变异概率Pm=0.1，优化适应度曲线如图4所示，优化得....

本文编号：3994985