基于刀具耐用度和材料切除率目标的AerMet100钢铣削参数优选

中国机械工程 ›› 2012, Vol. 23 ›› Issue (19): 2280-2285.

基于刀具耐用度和材料切除率目标的AerMet100钢铣削参数优选

杨后川1,2;袁野1;崔季1;唐晓亮1

1.北京航空航天大学,北京,100191
2.空军第一航空学院,信阳,464000

出版日期:2012-10-10 发布日期:2012-10-17
基金资助:
国防基础科研项目(A0520110009)
National Defense Basic Scientific Research Project（No. A0520110009）

#br# Milling Parameter Optimization Based on Tool Life and Material Removal Rate for AerMet100 Steel

Yang Houchuan1,2;Yuan Ye1;Cui Ji1;Tang Xiaoliang1

1.Beijing University of Aeronautics and Astronautics,Beijing,100191
2.The First Aeronautical Institute of Air Force,Xinyang, Henan, 464000

Online:2012-10-10 Published:2012-10-17
Supported by:
National Defense Basic Scientific Research Project（No. A0520110009）

摘要/Abstract

摘要：

针对基于铣削高强度钢的刀具的耐用度和材料切除率的铣削参数控制进行了研究。通过正交试验,建立了刀具耐用度模型,研究了基于铣削参数的灵敏度和相对灵敏度模型的稳定区间敏感性分析方法,结合正交试验中的极差分析,提出了刀具耐用度和材料切除率的铣削参数区间优选流程,优选出铣削参数稳定区间,并优选出铣削参数。研究结果表明：铣削AerMet100钢时,铣削速度vc的优选范围为100～105m/min,每齿进给量fz的优选范围为0.11～0.12mm,铣削深度ap的优选范围为2.1～2.5mm;铣削参数优选为vc=100m/min,fz=0.11mm,ap=2.5mm。研究结果为优选高强度钢铣削参数以及进行刀具耐用度和材料切除率的控制研究提供了理论方法和试验依据。
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关键词: 刀具耐用度, 灵敏度, 材料切除率, 铣削参数优选, AerMet100钢

Abstract:

For milling high-strength steel tool life and material removal rate,the milling parameter control was investigated. By the orthogonal experiment of milling, a Taylor mathematical model of the tool life was built. According to analysis of the milling parameter interval sensitivity based on milling parameter sensitivity and relative sensitivity model, and using the extreme difference analysis facing the orthogonal experiment, the optimization flow process for the tool life and material removal rate were proposed. then milling parameter interval and milling parameters were optimized. The results show that the optimum milling speed ranges from 100m/min to 105m/min, the optimum feed per tooth ranges from 0.11mm to 0.12mm, and the optimum milling depth ranges from 2.1mm to 2.5mm. Thus the optimum milling parameters are selected as vc=100m/min, fz=0.11mm, ap=2.5mm. The theoretical analysis and test data presented herein can be used for optimizing milling parameters of high-strength steels to control tool life and material removal rate.

Key words: tool life, sensitivity, material removal rate, milling parameters optimization, AerMet100 steel

中图分类号:

TG501.2

杨后川1, 2, 袁野1, 崔季1, 唐晓亮1. 基于刀具耐用度和材料切除率目标的AerMet100钢铣削参数优选[J]. 中国机械工程, 2012, 23(19): 2280-2285.

YANG Hou-Chuan-1, 2, YUAN Shu-1, CUI Ji-1, TANG Xiao-Liang-1. #br# Milling Parameter Optimization Based on Tool Life and Material Removal Rate for AerMet100 Steel[J]. China Mechanical Engineering, 2012, 23(19): 2280-2285.

参考文献

[1]李广旭[1],刘强[1],李刘合[1].纳米TiAlN涂层硬质合金刀具高速铣削AerMet100钢的磨损机理[J].摩擦学学报,2010(2):150-156.
[2]李广旭[1],刘强[1],张志刚[2],孟清河[2].纳米TiAIN涂层硬质合金刀具高速铣削AerMet100钢刀具寿命研究[J].航空制造技术,2010(2):90-91.
[3]Yeh Long--Jyi, Lan Tian--Syung. The Optimal Control of Material Removal Rate with Fixed Tool Life and Speed Limitation[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2002, 121: 238-242.
[4]EI--Tamimi A M, El--Hossainy T M. Investiga- ting the Tool Life, Cutting Force Components, and Surface Roughness of AISI 302 Stainless Steel Ma- terial under Oblique Machining[J]. Materials and Manufacturing Processes, 2008, 23: 427-438.
[5]Sreeram S, Kumar A S, Rahman M, et al. Optimi- zation of Cutting Parameters in Micro End Milling Operations under Dry Cutting Conditions Using Ge- netic Algorithms[J]. Int. J. Adv. Manuf. Techn- ol. , 2006, 30: 1030-1039.
[6]陈志同[1],张保国[1,2].面向单元切削过程的切削参数优化模型[J].机械工程学报,2009,45(5):230-236.
[7]倪其民,李从心,逄振旭,阮雪榆.基于模糊的端铣加工参数多目标优化模型[J].上海交通大学学报,2001,35(10):1531-1534.
[8]Liang Zhongming. Cutting Speed Sensitivity of Tool Life [J]. ASEE Annual Conference Proceedings, 2002, 121: 4641-4646.
[9]田荣鑫[1],姚倡锋[1],黄新春[1],任军学[1],张定华[1].面向加工表面粗糙度的钛合金高速铣削工艺参数区间敏感性及优选[J].航空学报,2010(12):2464-2470.
[10]李初晔[1],王卫朝[1],马岩[1].基于参数灵敏度的结构性能优化[J].中国机械工程,2011,22(4):397-402.
[11]钱文学[1],尹晓伟[1],何雪浤[1],谢里阳[1].压气机轮盘疲劳寿命影响参量的灵敏度分析[J].东北大学学报：自然科学版,2006,27(6):677-680.
[12]张幼桢.金属铣削原理及刀具[M].北京:国防工业出版社,1990.
[13]万翛如.AerMet100—极好综合性能的超高强度钢[J].北京航空航天大学学报,1996,22(6):639-644.

[1]	张正, . 参数化结构静态响应特性的减基分析方法[J]. 中国机械工程, 2021, 32(08): 916-920.
[2]	袁维东1,2;马俊升1,2;贺红林3;缪国峰1,2;郎旭东1,2. 约束阻尼变密度材料属性合理近似插值模型全域灵敏度减振优化[J]. 中国机械工程, 2020, 31(19): 2304-2315.
[3]	付国强, 饶勇建, 谢云鹏, 高宏力, 邓小雷. [误差建模及精度保证方法]几何误差贡献值影响下五轴数控机床运动轴误差灵敏度分析方法[J]. 中国机械工程, 2020, 31(13): 1518-1528.
[4]	陈东宁1,2;侯安农3;姚成玉3;侯鑫1,2;邢然3. 一种新型动态贝叶斯网络分析方法[J]. 中国机械工程, 2020, 31(12): 1394-1406,1414.
[5]	陈龙;朱颖;徐力;张高朋. 基于权重灵敏度分析的结构形状等几何优化方法[J]. 中国机械工程, 2020, 31(11): 1306-1314.
[6]	吕凤鹏;李朝阳;黄健;陈兵奎. RV减速器转臂轴承的优化设计[J]. 中国机械工程, 2020, 31(09): 1043-1048.
[7]	许焕卫；李沐峰；王鑫；胡聪；张遂川. 基于灵敏度分析的区间不确定性稳健设计[J]. 中国机械工程, 2019, 30(13): 1545-1551.
[8]	罗威1;周云山1,2;瞿道海1;张飞铁1;胡哓岚1. 无级变速器减压回路压力脉动关键参数识别及优化验证[J]. 中国机械工程, 2019, 30(10): 1178-1187.
[9]	齐金平1,2;李兴运1. 动车组受电弓系统失效风险分析[J]. 中国机械工程, 2018, 29(07): 824-828.
[10]	赵莹;解社娟;田明明;仝宗飞;李勇;陈振茂. 已知深度范围缺陷的选频带脉冲涡流检测方法[J]. 中国机械工程, 2018, 29(06): 639-644.
[11]	王新刚;张恒;王宝艳;皇甫一樊. 考虑磨损误差的端齿盘分度精度的动态可靠性及灵敏度研究[J]. 中国机械工程, 2018, 29(01): 2-7.
[12]	徐琳;刘凯;崔亚辉;孟培媛. 差动轮系动态跟随性能研究[J]. 中国机械工程, 2017, 28(23): 2868-2874,2879.
[13]	吴凤和;李永欣;李树枝;李少辉. 基于灵敏度权重的双摆角铣头传动精度定量分配[J]. 中国机械工程, 2017, 28(22): 2675-2680,2688.
[14]	张应;曹华军;朱利斌;李本杰. 齿轮高速干切滚刀寿命预估模型与优化方法[J]. 中国机械工程, 2017, 28(21): 2614-2620.
[15]	周兵;陈逸彬;耿元;任程远. 互联悬架液压参数灵敏度分析及优化[J]. 中国机械工程, 2017, 28(19): 2269-2274.