均匀设计试验方法的铝合金高速切削参数优化.pdf

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1、Techn0IogyandTes,-r艺与检测均匀设计试验方法的铝合金高速切削参数优化胡军科周创辉王炎(中南大学机电工程学院，湖南长沙410083)摘要：针对高速切削试验中常用试验设计方法多因素时水平数不能太多的问题，引入均匀试验设计方法，实现了多因素多水平的试验设计。验证了主轴转速、进给量及切削深度等参量对表面粗糙度的影响，并用MATLAB对实验数据进行了优化处理。得到了ZL101铝合金高速切削时的最佳切削参数。关键词：均匀设计铝合金高速切削优化中图分类号：TH161．1文献标识码：BParamete

2、rsoptimizationofhighspeedmachiningaIuminumalloybyunifOrmdesignmethodHUJunke，ZHOUChuanghui，WANGYan(CentralSouthUniversity，Changsha410083，CHN)Abstract：Becausethecommonlyusedexperimentaldesignmethodofhighspeedcuttingisnotavailabletothecaseofmultiplefactorsw

3、ithmanylevels，thispaperintroducestheuniformdesignexperimentationtoachievetheexperimentaldesignofmorefactorsandlevels，veri~theeffectsonthesurfaceroughnessbysomeparameters，suchasspindlerotationalspeed，feedrateandcuttingdepth，thenprocessestheexperimen-talda

4、tabyMATLAB，inordertogettheoptimalcuttingparametersofZL101aluminumalloyinhigh—speedcutting．Keywords：UniformDesign；AluminumAlloy；High—speedCutting；ParametersOptimization高速切削技术近20年来发展迅速，主要在航空航常用试验方法有单因素试验法和正交试验法2天、模具和汽车工业等领域，以加工铝合金和铸铁较种。当有多个可控因素时，可针对不同因素多次使

5、用多。但在高速加工工艺参数选择方面，目前还没有面单因素试验，但前提是各因素之间相互独立，对试验结向生产的实用工艺参数可以参考，其工艺规范还很不果指标影响没有交叉性，同时各因素的水平不能太多，完善，对高速切削时的切削力、切削温度、刀具磨损与否则试验次数会很高，而且常会得出错误的结论。相刀具寿命、加工表面质量与加工精度的变化规律还需比多次单因素试验，正交试验可大大减少试验次数，还要更加深入地研究和探讨。能充分考虑到因素间的交互作用。但正交试验法只适铝合金高速切削加工中切削参数的选择是非常重应于水平不多的试验

6、设计。假设有P个因素，每个因要的，切削参数选择不合理不仅达不到所需的表面粗素有q个水平，用正交试验设计法安排试验，则至少需糙度要求，甚至还会由于过大的切削力和过高的切削要q。次试验，q较大值时，q会更大，对于大多数实际温度导致刀具和坯件的损坏。由于切削过程是多变生产问题而言，上百次试验是很麻烦的。量、多水平的系统，直接数学建模比较困难。现有的大针对以上2种试验方法的不足，本文引入均匀试量数学模型都是将切削过程简单化、理想化得出的结验方法设计了多因素、更多水平的试验方案，以ZLIO1论。实际生产中许多未知

7、因素或环境变量都会对测量铸铝合金为样本，研究高速切削时的主轴转速、进给量结果产生影响，因而理论值与实际加工结果有出入。等切削参数对加工表面粗糙度及切削力的影响。对切削参数的优化研究(特别是实际生产中)比较准1均匀试验设计方法介绍确的仍是用试验方法完成。例如，山东大学艾兴教授的课题组分别对铝合金、灰铸铁、45钢进行了高速均匀试验设计是只考虑试验点在试验范围内均匀铣削加工试验，研究了切削参数的匹配关系对表面粗散布的一种试验设计法，它由方开泰教授和数学家王糙度的影响。元在1978年共同提出，是数论方法中的“伪

8、蒙特卡罗u’耳耋弟，朋工艺与检测TeChn0IogyandTest方法”的一个应用。通过概率论的方法将设计点均匀表1试验安排分布在试验范围内，以便通过较少的试验获得最多的试验主轴转速切削深度每齿进给量切削宽度序号n／(r／rain)ap／mm／’☆／(mm／齿)ae／innl信息。和正交试验设计相似，均匀设计也是通过一套180000．3O0．06024精心设计的表来进行试验设计。290000．550．025l8均匀没计因素的每个水平仅需做一