目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 鈦合金切削加工的研究現(xiàn)狀 1
1.2 微織構刀具制備的方法 4
1.3 微織構參數(shù)設計的研究現(xiàn)狀 9
1.4 介觀幾何特征刀具的研究現(xiàn)狀 13
1.5 多目標優(yōu)化方法的應用 16
1.6 本章小結 20
參考文獻 21
第2章 激光加工工藝對微織構刀具切削性能影響 26
2.1 激光制備參數(shù)對微織構制備精度的影響研究 26
2.2 激光制備參數(shù)對微織構周圍材料物理場的研究 33
2.2.1 激光加工微織構的激光功率理論分析 33
2.2.2 微織構刀具激光制備仿真模型的建立 37
2.2.3 熱應力的產生及分析方法 39
2.2.4 仿真結果分析 39
2.3 基于支持向量回歸機的激光加工參數(shù)優(yōu)化 52
2.3.1 支持向量回歸機損失函數(shù) 52
2.3.2 支持向量回歸機模型建立 54
2.3.3 核函數(shù) 55
2.3.4 支持向量回歸機優(yōu)化數(shù)據 56
2.4 基于遺傳算法的微織構刀具制備參數(shù)多目標優(yōu)化研究 58
2.4.1 遺傳算法應用原理 58
2.4.2 優(yōu)化變量 59
2.4.3 約束條件 59
2.4.4 遺傳算法優(yōu)化模型的建立 59
2.4.5 刀具切削性能的遺傳算法優(yōu)化 62
2.4.6 微織構刀具切削試驗驗證 63
2.5 本章小結 63
參考文獻 64
第3章 微織構精準分布設計及其對刀片強度的影響分析 65
3.1 微織構球頭銑刀銑削鈦合金刀-屑接觸區(qū)域分析 65
3.2 刀-屑接觸區(qū)域內均勻分布密度微織構分布形式精準設計 70
3.2.1 刀-屑接觸區(qū)域內均勻分布密度微織構分布形式 70
3.2.2 刀-屑接觸區(qū)域內均勻分布密度微織構分布界限 72
3.2.3 均勻分布密度微織構幾何參數(shù)間關系分析 73
3.2.4 切削深度對均勻分布密度微織構分布形式的影響分析 74
3.3 微織構分布形式對球頭銑刀強度的影響分析 78
3.3.1 有限元模型的建立 79
3.3.2 有限元網格劃分及邊界條件 80
3.3.3 有限元載荷施加條件 80
3.3.4 仿真試驗設計及結果分析 81
3.4 本章小結 85
參考文獻 86
第4章 大切深條件下球頭銑刀介觀幾何特征參數(shù)優(yōu)化 87
4.1 不同刃口形式球頭銑刀切削性能研究 87
4.1.1 不同刃口形式微織構球頭銑刀切削鈦合金力學模型 87
4.1.2 不同刃口形式微織構球頭銑刀銑削鈦合金溫度模型 91
4.2 不同介觀幾何特征球頭銑刀力-熱特性仿真分析 98
4.2.1 仿真邊界條件和網格劃分 98
4.2.2 仿真方案設計 99
4.2.3 銑削力仿真結果分析 100
4.2.4 銑削溫度仿真結果分析 104
4.3 不同介觀幾何特征球頭銑刀銑削鈦合金試驗研究 109
4.3.1 鈍圓刃口微織構球頭銑刀銑削鈦合金試驗研究 109
4.3.2 負倒棱刃口微織構球頭銑刀銑削鈦合金試驗研究 121
4.4 基于支持向量回歸機的球頭銑刀介觀幾何特征參數(shù)優(yōu)化 134
4.4.1 多目標函數(shù)條件下的支持向量回歸機模型 134
4.4.2 介觀幾何特征球頭銑刀切削性能回歸分析模型 136
4.4.3 遺傳算法優(yōu)化及驗證 143
4.5 本章小結 147
參考文獻 148
第5章 小切深條件下球頭銑刀介觀幾何特征參數(shù)優(yōu)化 149
5.1 后刀面微織構抗磨減摩機理分析 149
5.2 后刀面微織構置入區(qū)域 150
5.3 后刀面微織構球頭銑刀結構強度分析 152
5.3.1 刀具的網格劃分與邊界條件的創(chuàng)建 152
5.3.2 后刀面不同微織構參數(shù)對刀具結構強度的影響 153
5.4 后刀面介觀幾何特征球頭銑刀力-熱特性仿真分析 157
5.4.1 仿真模型建立與參數(shù)設計 157
5.4.2 仿真結果分析 158
5.5 后刀面介觀幾何特征球頭銑刀銑削鈦合金試驗研究 162
5.5.1 銑削試驗平臺搭建 162
5.5.2 銑削力試驗結果分析 165
5.5.3 銑削溫度試驗結果分析 167
5.5.4 刀具磨損試驗結果分析 169
5.6 工件表面完整性研究 172
5.6.1 工件表面完整性評價 172
5.6.2 銑削表面粗糙度分析 172
5.6.3 銑削表面殘余應力分析 176
5.6.4 銑削表面加工硬化分析 180
5.6.5 銑削表面變質層分析 184
5.7 基于支持向量回歸機的球頭銑刀介觀幾何特征參數(shù)優(yōu)化 188
5.7.1 基于支持向量回歸機的回歸模型計算 188
5.7.2 粒子群優(yōu)化算法 190
5.8 本章小結 192
參考文獻 193
第6章 變分布密度微織構球頭銑刀抗磨減摩機理及切削性能研究 194
6.1 球頭銑刀前刀面微織構變分布密度模型建立 194
6.1.1 球頭銑刀前刀面微織構置入位置設計 194
6.1.2 摩擦系數(shù)模型的建立 197
6.1.3 變分布密度微織構數(shù)學模型建立 199
6.2 微織構對球頭銑刀刀-屑接觸區(qū)域影響研究 202
6.2.1 微織構與無織構球頭銑刀刀-屑接觸區(qū)域應力仿真研究 202
6.2.2 微織構與無織構球頭銑刀銑削鈦合金試驗研究 203
6.2.3 微織構球頭銑刀抗磨減摩性能分析 206
6.3 變分布密度微織構球頭銑刀抗磨減摩機理研究 208
6.3.1 激光制備變分布密度微織構對球頭銑刀表面元素影響研究 208
6.3.2 變分布密度微織構球頭銑刀銑削鈦合金銑削力研究 214
6.3.3 微織構區(qū)域鈦元素分布規(guī)律 216
6.3.4 變分布密度微織構球頭銑刀抗磨減摩機理研究 221
6.4 變分布密度微織構球頭銑刀切削鈦合金工件表面質量研究 229
6.4.1 表面粗糙度試驗結果分析 229
6.4.2 表面殘余應力試驗結果分析 231
6.4.3 表面加工硬化試驗結果分析 234
6.5 基于模糊評價鈦合金銑削加工性能多目標優(yōu)化 236
6.5.1 變分布密度微織構球頭銑刀切削性能評價指標 236
6.5.2 切削性能模糊綜合評價模型 237
6.5.3 變分布密度微織構球頭銑刀切削性能多級模糊綜合評價 238
6.6 本章小結 242
參考文獻 243