TC4钛合金铣削轴向力及铣削温度分析与预测

摘要

针对YG8硬质合金刀具铣削TC4钛合金过程中因铣削力大、铣削温度高导致的表面质量差和生产效率低的问题,对其建立三维仿真模型。根据响应面法的中心复合设计(CCD)对铣削TC4的仿真试验方案进行设计,通过仿真数据得出铣削速度v_(c)、每齿进给量f_(z)、轴向切深a_(p)、刀具前角γ_(0)对轴向铣削力F_(z)和铣削温度T的影响规律。建立二阶响应曲面模型,以轴向铣削力最小、铣削温度最低和材料去除率最大为目标优化工艺参数,得出铣削TC4过程中最佳参数组合为v_(c)=120m/min,f_(z)=0.06mm/z,a_(p)=2.5mm,γ_(0)=17.11°。进行TC4铣削实验验证,得出铣削分力仿真值与实验值的最大误差为14.2%,验证了仿真模型的准确性。通过卷积神经网络、随机森林、逻辑回归三种机器学习算法对轴向铣削力F_(z)和铣削温度T进行预测,得到准确率较高的预测模型。