基于可靠性的GH4169车削参数优化

黄贤振, 孙良仕, 丁鹏飞, 朱会彬

(东北大学 机械工程与自动化学院, 辽宁 沈阳 110819)

镍基高温合金GH4169是一种在高温条件下具有优良的力学性能、稳定性能和抗疲劳性能的多组元复杂合金,在航空航天领域应用十分广泛[1].但是,材料的难加工性导致了镍基高温合金GH4169的加工效率不高,刀具也由于磨损严重很容易失效.因此,在镍基高温合金GH4169的车削过程中,通过优化切削参数来保证刀具使用寿命、提高加工效率至关重要.

为了延长刀具的使用寿命,有关刀具磨损的研究一直被人们所关注.Thakur 等[2]和Bhatt等[3]分别进行了高速车削Inconel 718的实验,通过观察实验现象,他们都得到了相同的结论:硬质合金刀具的主要磨损机理是磨料磨损和粘结磨损.Costes等[4]在CBN刀具车削Inconel 718的实验中,发现刀具失效主要是由粘结、扩散和磨料磨损导致的.关于磨损模型的建立,Usui等[5]以粘结磨损为基础,建立了刀具磨损的解析模型.Takeyama等[6]基于刀具与工件间的元素扩散,建立了一种以扩散磨损理论为基础的数学模型.Luo等[7]将粘结磨损和扩散磨损结合起来,提出了一种新的刀具磨损解析模型.

切削参数优化对高效率、高质量加工具有十分重要的意义.因此,在过去的几十年里,研究学者们为此做出了巨大的努力.Davoodi等[8]以切削速度和进给速率为切削变量建立了响应面模型,并使用满意度函数法对刀具寿命和材料去除率进行了多响应优化,以达到最大的生产效率.Mia等[9]提出了一种基于田口信噪……