钛合金TC4切削力试验研究.pdf

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1、第lO期机械设计与制造2014年10月MachineryDesign&Manufacture139钛合金TC4切削力试验研究贾兴民，一，李剑峰1．2，孙杰，(1．山东大学机械工程学院，山东济南250061；2．山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室，山东济南250061)摘要：基于正交试验，针对钛合金TC4难加工性，研究了切削速度、每齿进给、轴向切深和径向切深对切削力的影响规律；借助概率统计和回归分析相关理论和方法，建立了钛合金TC4切削力的预测模型，并对该模型及回归系数进行显著性检验。研究表明，切削力随切削速度的增大而减小，随每齿进

2、给、轴向切深、径向切深的增大而增大：轴向切深、径向切深对影响显著；每齿进给、轴向切深和径向切深对、、影响显著，切削速度对切削力影响不显著；经检验，建立的切削力预测模型是高度显著的。关键词：钛合金；切削力；预测模型；显著性检验中图分类号：TH16；TG501．3文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)10—0139—04ExperimentalResearchonCuttingForceandPredictionModelforTitaniumAlloyTC4JIAXing-min一，LIJian-feng，SUNJie，(

3、1．MechanicalEngineeringCollegeofShandongUniversity，ShandongJi’nan250061，China；2．KeyLaboratoryofHighEffici—encyandCleanMechanicalManufacture，MinistryofEducation，ShandongUniversity，ShandngJi’nan250061，China)Abstract：Theeffectofcuttingspeed，feedpertooth，axialdepthofcittanda

4、xialdepthofcutoncuttingforcewereresearchedbasedonorthogonaltest，cdmingthedifficultyofprocessingTC4titaniumalloy，andapredictivemodelWCl$presentedforthecuttingforcesofprocessingtitaniumalloybasedonprincipleofprobabilitystatisticsandregressionanalysis，andsigni~canttestofthe

5、modelandregressioncoefficient椰done．Theresearchresuhsshowthat．thecuttingforcedecreaseswiththeincreaseofcuttingspeed，increaseswiththeincreaseoffeedpertooth，axialdepthofcutandaxialdepthofcut；axialdepthofcutandaxialdepthofcuteffectonFxmax，feedpertooth，axialdepthofcutandaxial

6、depthofcuteffecton～、砒andsignificantly，efectofcuttingspeedoncuttingforceisnotsignifcant；thecuttingforcepredictionmodelishighlysignificantbytesting．KeyWords：TitaniumAHoy；CuttingForce；PredictiveModel；SignificantTest的准确程度对模型精度影响很大，而切削力系数需通过大量切削1引言试验进行测定；为降低单位切削力系数误差的影响，文献p建立

7、钛合金具有比强度高、耐热性高、抗腐蚀性好等优异特点，发展了基于斜角切削机理的物理模型，将切削刃离散成有限个微被广泛应用于航空航天、船舶、汽车、医疗等行业_1，然而钛合金导小的切削刃，每个微元等效为简单的斜角切削过程，整体刀具的热系数低、化学活性高、弹性模量小易回弹、易产生切削振动等特点使其成为典型的难加工材料。切削力对切削过程有着重要影切削力预测模型往往只能应用于一种几何结构参数的刀具；神经网络模型是由权重矩阵网络表示的隐式模型，借助人工神经网络响，切削力的大小直接影响切削功率、切削热和加工变形。因此，通过对切削力的准确预测，有助于优化

8、工艺参数、控制加工变形。技术可以有效处理大量工艺参数之间复杂的非线性关系[61，需要目前，常用的切削力模型主要包括基于单位切削系数的力以大量试验数据为基础进行学习，建模理论有待完善，且建模成学模型、基于切削