基于鈦合金數控車削有限元分析及參數優(yōu)化.pdf

1、鈦合金因為其自身的良好特性，逐漸得到了人們的重視，應用在越來越多的領域中。但其加工具有一定的難度，由于自身具有的特性也為切削帶來了很大的困難。所以這就需要對其切削過程進行一定的分析。在加工的同時，切削參數的選取又是一個難點。就目前情況來說，大部分對于材料的加工都采用查詢切削手冊的方式來確定切削參數。而這種利用經驗來確定切削參數的方法，對于目前社會所需要的高效、節(jié)約的目標并不能滿足。
　　本研究主要內容包括：⑴利用DEFORM軟件對

2、鈦合金 Ti-6Al-4V的車削過程進行了有限元仿真。在仿真過程中，分別以切削速度、進給量以及切深為單一變量，來對切削力和切削溫度進行模擬仿真分析。根據仿真結果，可以得到隨著切削速度在100-200m/min增大時，切削力和切削溫度均有所增大；切削過程中進給量在0.1-0.5mm/rev范圍內增大時，切削力增大幅度較大，切削溫度在進給量0.3mm/rev時達到峰值，然后隨著進給量的增大而減小；切深在0.25-1.25mm增大時，切削力和

3、切削溫度也在明顯增大，并且進給量與切深對切削力的影響比切削速度的大。切削速度對切削溫度的影響較大，進給量和切深對其影響并不是很大。⑵利用遺傳算法對切削參數進行優(yōu)化。在對目標函數進行選取時，選取加工效率、加工成本以及材料去除率這三者作為目標函數。并且通過對多目標函數處理方式的分析，最終確定了組合加權系數法，對目標函數進行處理。使得以上的多目標函數，最終轉化成為單目標函數，使優(yōu)化過程變得簡潔。文中考慮了多方面的約束條件，這分別包括機床約束、

4、刀具約束、工件質量約束以及加工條件約束等等。對約束函數處理的方法也有很多，在本研究中采用當下流行的罰函數的方式對其進行處理，將目標函數轉換為無約束單目標函數。然后再利用已經確定的遺傳算法對研究中提出的切削加工的例子進行切削參數的優(yōu)化。并得到了比經驗值更為優(yōu)秀的切削參數，最終證實了算法優(yōu)化的效果，能夠對實踐起到一定的指導作用，對公司的效益有較大的益處。⑶對切削參數優(yōu)化過之后，對數控機床中的程序段的編制，進行了一定的分析研究。在數控機床中對