[发明专利]一种薄壁结构抗疲劳铣削参数优化方法

说明书

本发明公开了一种薄壁结构抗疲劳铣削参数优化方法，具体包括以下步骤：步骤1，建立工艺因子对薄壁结构表面完整性的影响模型；步骤2，建立薄壁结构表面完整性特征对疲劳性能的影响模型；步骤3，根据步骤1和步骤2所得的结果，确定铣削工艺因子铣削速度v_c、每齿进给量f_z、铣削深度a_p、铣削宽度a_e的变化方向及抗疲劳铣削工艺参数域C2。本方法用于实现对薄壁结构加工的工艺参数的有效控制，提高构件的抗疲劳性能。

技术领域

本发明属于抗疲劳铣削技术领域，涉及一种薄壁结构抗疲劳铣削参数优化方法。

背景技术

几十年的服役实践证明，机械零构件失效中疲劳失效占到50～90％，而航空构件中疲劳失效占到80％以上。特别是飞机、发动机等关键构件，疲劳是安全服役威胁最大的失效模式。长期以来，人们一直把表面几何特征如表面粗糙度、表面微裂纹作为衡量表面加工质量的主要依据。认为表面微观不平度越小，疲劳强度越高。后来又引进了三个参数：表面残余应力、表面冷作硬化程度和深度。目前，研究者们在评价表面完整性特征参数对疲劳性能的影响方面，尚无统一认识，一些研究者认为，影响疲劳性能的主要因素是残余应力，而另一些则认为，疲劳性能的变化是因冷作硬化或表面粗糙度所致。因此，研究薄壁结构抗疲劳铣削方法，对提高构件疲劳性能具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄壁结构抗疲劳铣削参数优化方法，用于实现对薄壁结构的工艺参数的有效控制，提高构件的抗疲劳性能。

本发明所采用的技术方案是，一种薄壁结构抗疲劳铣削参数优化方法，具体包括以下步骤：

步骤1，建立工艺因子对薄壁结构表面完整性的影响模型；

步骤2，建立薄壁结构表面完整性特征对疲劳性能的影响模型；

步骤3，根据步骤1和步骤2所得的结果，确定铣削工艺因子铣削速度v_c、每齿进给量f_z、铣削宽度a_e、铣削深度a_p的变化方向及抗疲劳铣削参数域C2。

步骤1的具体过程如下：

步骤1.1，确定铣削工艺因子：铣削速度v_c；每齿进给量f_z；铣削深度a_p；铣削宽度a_e；

步骤1.2，确定表面完整性特征：表面粗糙度R_a；表面残余应力σ_r；表面显微硬度HV；

步骤1.3，选取工艺因子集合C1：[v_cmin，v_cmax]；[f_zmin，f_zmax]；[a_pmin，a_pmax]；[a_emin，a_emax]；

步骤1.4，在步骤1.3所选的集合C1的参数范围内，进行铣削正交试验，得到不同的铣削加工表面；

步骤1.5，对步骤1.4所得的铣削加工表面进行表面完整性测试；

步骤1.6，根据步骤1.3和步骤1.5所得的结果，运用多元线性回归的方法建立铣削工艺因子和表面完整性特征的影响模型，如下公式(1)所示：

即得