钛合金TC4粗加工刀具优选及切削参数优化.pdf

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1、学术论文RESEARCH*钛合金TC4粗加工刀具优选及切削参数优化CuttingToolSelectionandCuttingParameterOptimizationofTitaniumAlloyRoughMilling北京航空航天大学机械工程及自动化学院周超李勋陈五一[摘要]针对市场上一些适用于钛合金粗加工的notbetoohigh.Theeconomicmachiningefficiencyand立铣刀，进行了刀具优选的切削试验，选用单元材料可theoptimizedcuttingparametersareobtained..变加工成本作为刀具优选评价指标

2、，对刀具的切削性能Keywords:TitaniumalloyRoughmillingTool进行了量化评价。优选试验结果表明，价格低廉的焊接selectionParameteroptimizationManufacturingcost式硬质合金立铣刀用于钛合金粗加工的性价比较高，整DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2015.10.070体式硬质合金刀具用于钛合金粗加工并不经济。使用单因素试验法对优选出的刀具进行切削参数优化试验，钛合金具有比强度高、热稳定性好、抗腐蚀能力强得到了焊接式硬质合金立铣刀粗加工钛合金时较适用等良好的综合性能，在

3、航空航天、现代化武器制造、石油的切削参数范围。同时以不同的加工效率为约束，以单化工、船舶制造等领域内得到了越来越广泛的应用[1-2]。元材料最小加工成本为优化目标函数，对刀具的切削参钛元素在地壳中含量丰富，钛合金具有巨大的开发和利数进一步优化，使用遗传算法对优化模型进行求解。优用前景。但钛合金是典型的难加工材料，实际生产应用化结果显示，焊接式硬质合金立铣刀的加工效率不宜太中所面临的主要问题是刀具磨损严重，造成钛合金零部大，优化得到了刀具较经济的加工效率和较理想的切削件的加工成本高、加工效率低、加工质量差[1]，这很大程参数。度限制了钛合金的应用和发展。关键词：钛

4、合金粗加工刀具优选参数优针对钛合金的难加工性，国内外众多刀具厂商提供化加工成本了种类繁多的加工刀具和加工方案。不同厂家的刀具[ABSTRACT]Severalendmillssuitablefortita-产品在刀具耐用度、金属去除率、零件的加工质量、刀具niumalloyroughmillingareselectedfromthemarket.的价格等方面存在着较大差异；同一种刀具在不同的切Cuttingtoolselectionexperimentsareconductedusing削工艺条件下（不同档次的机床、不同的材料热处理状thosetools.The

5、variablecostofunitvolumeofmaterial态）也表现出不同的切削性能。因此，面对不同的生产isusedasthecuttingtoolselectionindicator.Itisusedto任务和切削工艺条件，如何选用合适的刀具并优化切削quantitativelyevaluatetheperformanceofcuttingtool.参数，降低制造成本，使企业获得最大利润，是一个十分Theselectionexperimentresultsshowthatthewelded重要的问题。carbideendmillismoreappr

6、opriatefortitaniumalloy传统的刀具筛选主要依靠经验或参考刀具样本和roughmillingbecauseofitslowprice.Thesolidcarbide手册，存在很大的盲目性。Yuan等使用统计的方法对endmillsareexpensivefortitaniumalloyroughmilling.大量刀具磨损曲线进行了统计分析，发现刀具初期磨损Asinglefactorcuttingexperimentisdonetooptimizethe快，刀具耐用度低，并提出了“基于初期磨损行为的刀具parametersofthewelde

7、dcarbideendmill.Anoptimum材料快速选择”的方法，通过车削试验，对车刀进行了快rangeofcuttingparametersisobtained.Byusingdifferent速选择，证明了方法的可行性[3]；Zhang等使用这种方法machiningefficiencyasconstraints,theminimumcostof对钛合金加工所用的多种铣刀材料进行了快速选择，筛unitvolumeofmaterialasoptimizedobjectivefunction,选出了较优的刀具材料[4]。optimizationmodels

8、aresetup.The