[发明专利]铣削大型薄壁铝合金复合材料W形型材的加工方法有效

专利信息
申请号: 201410277830.9 申请日: 2014-06-19
公开(公告)号: CN104070217B 公开(公告)日: 2016-10-19
发明(设计)人: 熊文亮;付细群;张勃;王未;吴金津;武美妮;王红波 申请(专利权)人: 南京中车浦镇城轨车辆有限责任公司
主分类号: B23C3/00 分类号: B23C3/00
代理公司: 南京纵横知识产权代理有限公司 32224 代理人: 董建林
地址: 210031 江苏省南京*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 铣削 大型 薄壁 铝合金 复合材料 形型材 加工 方法
【权利要求书】:

1.一种铣削大型薄壁铝合金复合材料W形型材的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:

S01,采用正交试验设计法,测量刀具在铣削用量参数组合下连续铣削温度信号、铣削力信号和铣削振动信号,并从所述连续铣削温度信号、铣削力信号和铣削振动信号中选择相应信号最大值作为预设铣削用量参数组合下的铣削温度、铣削力和铣削振动的数值;

S02:采用正交试验设计法,使用光学显微摄像系统跟踪拍摄测量刀具在不同铣削时间下的刀具后刀面磨损VB;

S03:使用多元线性回归分析,对步骤S01的预设铣削用量参数组合下的铣削温度、铣削力和铣削振动的数值以及步骤S02中刀具后刀面磨损VB进行数据分析,获取刀具寿命、铣削温度、铣削力和铣削振动的回归方程,并通过正交试验及极差分析法获得各铣削用量参数对刀具寿命、铣削温度、铣削力和铣削振动的经验公式;

S04:以最低单件成本为目标函数,以刀具寿命作为约束函数,结合步骤S03刀具寿命、铣削温度、铣削力和铣削振动的经验公式,将机床转速n、径向切深ap、轴向切宽aw与进给速度vf或者每齿进给量fz结合后进行参数优化,得到刀具的最佳铣削用量参数组合;

S05:采用单因素对比方法,获得刀具几何角度、刀尖圆弧半径、刀具齿数、刀具涂层和波刃情况对刀具寿命、铣削温度、铣削力、铣削振动的影响规律,优选出刀具的最佳几何参数;

S06:通过惰性气体冷却装置对刀具进行冷却;

S07:使用S05中几何参数经优选的刀具和S04中经优化的最佳铣削用量参数组合,通过步骤S06中提供的惰性气体冷却装置,对大型薄壁铝合金复合材料W形型材铣削加工。

2.根据权利要求1所述的铣削大型薄壁铝合金复合材料W形型材的加工方法,其特征在于,所述S03使用多元线性回归分析,获取刀具寿命、铣削温度、铣削力和铣削振动的经验公式,具体包括以下步骤:

通过正交实验法获取刀具寿命、铣削力、铣削温度和铣削振动经验公式,所述正交试验法采用四因素三水平标准正交表,四因素为铣削用量参数,即分别为机床转速n,进给速度vf或者每齿进给量fz,径向切深ap和轴向切宽aw

刀具寿命、铣削温度、铣削力和铣削振动为指数型经验公式,通式为式(1),

A=CAnxfzyapzaww   (1)

式中A为刀具寿命、铣削力、铣削温度和铣削振动的变量,CA为常数,式(1)两边取自然对数得,

lnA=lnCA-xlnn-ylnfz-zlnap-wlnaw   (2)

令Y=lnA、C=lnCA、X1=lnn、X2=lnfz、X3=lnap、X4=lnaw  (3)

则可得Y=C-xX1-yX2-zX3-wX4  (4)

式(4)为求得的刀具寿命、铣削力、铣削温度和铣削振动的回归方程,其中x、y、z、w为回归方程的回归系数,Y、X1、X2、X3、X4为维数为9的数组向量;通过正交试验表获得Y向量的值后,使用其统计分析工具命令,以Y作为因变量、X1、X2、X3、X4为自变量,获得回归方程中的各项系数CA、x、y、z、w的值,从而得到刀具寿命、铣削力、铣削温度和铣削振动的经验公式。

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