基于铣削温度预测残余拉应力发生及相应优化控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于铣削温度预测铣削加工过程中残余拉应力发生的方法，该方法包括：（1）将被加工工件表面热源分布简化设定为梯形分布模型，并根据该模型确定被加工工件在铣削加工过程中的表面及亚表面温度TM；（2）建立被加工工件铣削过程中的温度与残余拉应力之间的映射关系，并利用该表达式计算得出当残余拉应力发生时工件的表面及亚表面临界温度TC；（3）根据所获得的TM和TC值之间的比较，来预测铣削过程中是否会发生残余拉应力。本发明专利技术还提供了相应的基于铣削温度对铣削加工过程中残余拉应力优化控制的方法。通过本发明专利技术，能够通过对残余拉应力的多个影响因素进行简化，并有效执行对残余拉应力的预测和控制，相应实现零件的高效低损伤加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及切削加工领域，更具体地，涉及一种用于预测铣削加工过程中残余拉应力发生及相应优化控制方法。
技术介绍
在高温合金材料的航空发动机叶轮、叶片，以及铝锂合金蒙皮等薄壁件的机械加工过程中，其抗疲劳性能与成形工艺及机械加工工艺参数选取有密切的关系。残余应力(特别是拉应力)的存在严重影响结构的疲劳强度和使役性能。为解决零件的高效低损伤的加工需求，需要首先确保加工过程的稳定性，其次选取优化的工艺参数来达到对铣削加工残余应力的控制。 现有的铣削加工残余应力的优化方法都是基于加工工艺参数以及材料特性来建立与残余应力之间的映射关系(El-Axir, M. 2002. A method of modeling residualstress distribution in turning for different materials, International Journal ofMachine Tools and Manufacture 42:1055-1063),主要包括刀具速度、工件进给率、切深、材料去除率、刀具与材料拉伸强度等。但由于金属切削过程是一个复杂的非线性问题，涉及到的影响因子较多，很难一一找到与残余拉应力之间的映射关系，给残余拉应力的预测精度带来影响。因此有必要寻找一个直观的因素来表征残余拉应力的发生，将残余拉应力的多因素优化控制问题转化为对单因素的优化控制。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于预测铣削加工过程中残余拉应力发生及相应优化控制方法，其能够通过对残余拉应力的多个影响因素进行简化，并有效实现对残余拉应力的预测和控制，相应实现零件的高效低损伤加工。按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于铣削温度预测铣削加工过程中残余拉应力发生的方法，该方法包括下列步骤(I)根据铣削加工过程中的刀具运动轨迹和切屑去除方式，将被加工工件表面热源分布简化设定为梯形分布模型，并利用该梯形分布模型来计算被加工工件在铣削加工过程中由铣削加工参数所确定的表面及亚表面温度Tm如下列式(一)所示 (X-Ic^As)V_Tm 二--^Ari-f I* (X--u)(--h ton A- )e 11 ~—J~—if -\-zf )du+M TrMlCOSA^apSmAs) ￡v tanAs s ^ IaH v2 1 2a {x-apSmA^jvf —~v k0(——J~— W式(■ ~ ) 2a s v 2a本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于铣削温度预测铣削加工过程中残余拉应力发生的方法，该方法包括下列步骤 (1)根据铣削加工过程中的刀具运动轨迹和切屑去除方式，将被加工工件表面热源分布简化设定为梯形分布模型，并利用该梯形分布模型来计算被加工工件在铣削加工过程中由铣削加工参数所确定的表面及亚表面温度Tm如下列式(一)所示2.如权利要求I所述的基于铣削温度预测铣削加工过程中残余拉应力发生的方法，其特征在于，在上述步骤(I)中，所述进入工件的热流分配比Rw赋值例如为159^35%。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁汉，朱大虎，张小明，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：