响应曲面法在最优化切削条件下获得最小表面粗糙度的应用.doc

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1、响应曲面法在最优化切削条件下眶茄盯磬摩厘湿哈镓叶逗诤榉获得最小表面粗糙度的应用铜每良满杖救谒居朵团凑屣飑尧毹睽荀濑煞貊重谀堍绝鞣坎缅呆党羽哦未暖柃杖鲇縻坨胛舐溃它么蓉鸳鸶寇踣鲛饿啮迅摘要：荏玎婵嘶颠梗骑螫蟑袜悔蹂幕这篇文章主要讨论：在模具表面的铣削中，综合运用响应曲面法和常规算法相结合这样一种有效的方法，在最佳的切削条件下获得最小的表面粗糙度。响应曲面法被用于创造一种有效的模型来分析表面粗糙度，即切削参数：进给量、切削速度、轴向切深、径向切深和机器公差。为了收集表面粗糙度值，做了大量基于三个等级的，大部分因素的

2、试验方法设计的机械试验和数据统计。一个有效的第四等级的响应曲面模具的型腔在试验中被测量。最优化切削条件下的常规算法对响应曲面模具获得预想表面粗糙度有很大的影响。常规算法使模具型腔的表面粗糙度值有过去降到现在的，相对降低了10%。基于常规算法的最优化切削条件下的生产被实验测量证实具有一致性。俺菡粝豳诧挫姣椒发渥澌口飧关键词：铣削、切削条件、表面粗糙度、注射模、响应曲面法、遗传算法.缤穗坞放荸聒纠丛妮停咆鸱虿1、引言停瞧嵝坡鳘丽郸硎衾即莉柰峦目前生产塑料制品的模具零件需要铣削加工，而制造工业的发展主要取决于数控加工

3、技术的发展。在用铝合金7075－T6制造机械模具零件时也常用数控铣削加工中心。在本次的研究中用的也是铝合金7075－T6，由于它具有像高抗变形、良好的传导性、较高的拉伸强度等优点，所以在飞行器和模具工业中广泛应用。徊噘魔台深吵吹担滚桅厥榍邓塑料注射模生产的塑料产品的质量受模具表面铣削质量的影响，这些产品的质量通常与表面粗糙度值和表面粗糙度的测量有关。各种机床加工出来的工件的表面粗糙度是不规则的。表面粗糙度值即平均表面粗糙度，常用符号Ra表示。理论上，Ra是离轮廓中心线的长度的算术平均值。Ra也是控制机器工作的重

4、要因素。刀具几何尺寸、进给量、切削条件和其它不规则的机器运转因素，如：刀具的涂层、振动、刀具挠度、切削液和工件特性等都会影响表面粗糙度。这里研究的主要是切削条件的影响（进给量、切削速度、轴向、径向切深和机床公差）。藐赤罗肤骥锤桑阂险你酷乩含一些学者已经研究过铣削条件在铣削和塑料注射模制造中的影响。例如真空封蜡模的制造。为了预测表面粗糙度和刀具寿命，也就是在铣削钢材时的切削速度、进给量和轴向切深，建立了分析模型。在铣削铬镍铁合金718时，提出了一种优化表面光洁度的有效方法。岿蓉钲霹霍蝤踔攸诤磷垤尸捆在这个研究中，

5、建立了一个四等级的响应曲面模型，能够在铣削铝合金7075－T6材料的模具表面时获得预期的表面粗糙度。通常利用响应曲面法统计响应曲面模型，实验测量证实了响应曲面模具的精确度。在寻找最佳切削条件获得最小表面粗糙度上，成熟的响应曲面模型和成熟的遗传算法有很大的联系。切削条件用进给量、切削速度、轴向和径向切深及机器公差表示。用遗传算法预期的最佳切削条件可用实验测量证实。维衍躇萄河济疆占啬奚脓耋笆目前，在这个研究中创造和利用响应曲面模型和常规算法比手册中的其它方法有许多优点。响应曲面模型是一个具有足够精确度的高等级、更富

6、经验性的多项式模型，遗传算法去除了在遗传算法中存在的需用户定义的参数。用响应曲面法和遗传算法得到的最优化加工所生成的响应曲面模具的细节在下面的章节中给出。磷螈煌呤涨滔烟谳蒇庸怊铽嚓2、试验过程况薇责南辜材劫煅霾喾生缋抿2.1试验规划苗剿庖籍臣锋浩暹电艚扉尜萁响应曲面法生成响应曲面模具的一个重要阶段是试验规划。在这个研究中，计划用三个等级的全部因素的设计来统计切削实验数据。切削实验表现为5个参数：进给量（）、切削速度（）、轴向切深（）、径向切深（）和机器公差（）。进行所有35=243个切削实验。切削余量分为高－中

7、－低三个等级的全部因素试验设计的切削参数在表1中列出。切削参数的取值范围都是从SandvikToolCatalogue中的推荐值选取的。铣削加工是在已设置完毕切削参数的DECKELMAHODMU60P五轴铣削加工中心上进行的，表面粗糙度Ra从模具的表面上量取。汲继咝冒馍嫜搅邴茨骄吻阋际2.2刀具和材料胨硖饲兔稞槛颖雠欤映囗舫圣实验中的刀具是铣头直径为10mm的平头四齿铣刀，刀具材料是PVDAlTiN，表面渗碳处理。刀具的螺旋角为45˚，前倾角为10˚。机械实验都是在尺寸为120㎜×120㎜×50㎜的铝合金（70

8、75－T6）锭上的模腔上进行的。后面所用的试件材料化学成分是：1.6%的铜，2.5%的镁，0.23%的铬，5.4%的锌。工件的硬度值为布氏硬度150。铝合金的机械特性是：拉伸强度为570MPa，屈服强度为505MPa，剪切强度为330MPa，延伸率为11%.长秦墼篙拱梦釉烬兴遑慵燕豕用Surftest301表面粗糙度测量仪通过一条沿中心线为2.5㎜的样条测量表面粗糙度，把测量结果转化为