[发明专利]一种基于粗糙度的钛合金铣削参数和刀具磨损控制方法

权利要求书

1.一种基于粗糙度的钛合金铣削参数和刀具磨损控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1、建立钛合金构件精密铣削初始工艺参数域，并根据所述初始工艺参数域进行正交试验，分别测得试验构件在铣削进给和切宽方向的表面粗糙度，并根据所述初始工艺参数域和试验构件的表面粗糙度建立表面粗糙度预测模型：

其中，R_a-进给为试验构件进给方向的表面粗糙度，R_a-切宽为试验构件切宽方向的表面粗糙度，v_c为铣削速度，f_z为每齿进给量，a_e为铣削宽度，a₀、a₁、a₂、a₃、b₀、b₁、b₂、b₃均为常数；

步骤2、根据步骤1得出的表面粗糙度预测模型，建立表面粗糙度对精密铣削的绝对灵敏度模型：

其中，分别为进给方向表面粗糙度对每齿进给量f_z、铣削速度v_c、铣削宽度a_e的绝对灵敏度，分别为切宽方向对每齿进给量f_z、铣削速度v_c、铣削宽度a_e的绝对灵敏度，分别为各切削参数在所述初始工艺参数域中的平均值；

根据所述表面粗糙度对精密铣削的绝对灵敏度模型，确定各铣削参数的稳定域和非稳定域；

步骤3、作出切削参数对表面粗糙度的极差图，确定步骤2中得出的各参数稳定域和非稳定域在极差图中所对应的表面粗糙度变化范围，当表面粗糙度的优化目标处于非稳定域对应的范围，则以非稳定域为初始工艺参数域，重复执行步骤1和步骤2，直至表面粗糙度的优化目标处于稳定域对应的范围；

步骤4、根据步骤3中得出的稳定域，进行刀具磨损试验，得出刀具磨损量和表面粗糙度的取值范围；

步骤4的具体方法为：

步骤4.1、在步骤3中得出的稳定域中选取稳定域区间中值作为精密铣削参数，进行精密铣削试验；

步骤4.2、试验过程中均匀间隔多次对试验试件的表面粗糙度和测试刀具的后刀面磨损量VB进行测试，得出多组测试结果，得出刀具的后刀面磨损量VB对表面粗糙度的影响曲线；

步骤4.3、根据步骤4.2中得出的影响曲线，根据公式得出刀具磨损量和表面粗糙度的选取范围，R_amin为取影响曲线中表面粗糙度的最小值。

2.如权利要求1所述的一种基于粗糙度的钛合金铣削参数和刀具磨损控制方法，其特征在于，步骤2的具体方法为：

步骤2.1、根据步骤1得出的表面粗糙度预测模型分别计算出表面粗糙度对铣削速度、每齿进给量和铣削宽度的相对灵敏度：

其中，分别表示进给方向表面粗糙度对每齿进给量f_z、铣削速度v_c、铣削宽度a_e的相对灵敏度，分别表示切宽方向表面粗糙度对每齿进给量f_z、铣削速度v_c、铣削宽度a_e的相对灵敏度；

步骤2.2、对精密铣削参数与构件表面粗糙度关系式求铣削速度、每齿进给量和铣削宽度的偏导数，得到表面粗糙度对精密铣削参数的绝对灵敏度模型为：

其中，分别为进给方向表面粗糙度对每齿进给量f_z、铣削速度v_c、铣削宽度a_e的绝对灵敏度，分别为切宽方向对每齿进给量f_z、铣削速度v_c、铣削宽度a_e的绝对灵敏度，分别为各切削参数在所述初始工艺参数域中的平均值；

步骤2.3、根据绝对灵敏度关系式，获得表面粗糙度对铣削速度、每齿进给量和铣削宽度的灵敏度曲线，根据所述灵敏度曲线得出各铣削参数的稳定域和非稳定域。

3.如权利要求1或2所述的一种基于粗糙度的钛合金铣削参数和刀具磨损控制方法，其特征在于，步骤3的具体方法为：

步骤3.1、根据正交实验数据作出各铣削参数对表面粗糙度的极差图；

步骤3.2、对比稳定域和非稳定域在极差图中的表面粗糙度，若稳定域中表面粗糙度值小于非稳定域中表面粗糙度值，则选择稳定域为优化目标，反之，选择非稳定域为优化目标；

步骤3.3、当优化目标为非稳定域，则将优化目标继续划分，再次得出稳定域和非稳定域，直至优化目标为稳定域。