[发明专利]钛合金薄壁结构精密铣削表面状态稳健性工艺控制方法

权利要求书

1.一种钛合金薄壁结构精密铣削表面状态稳健性工艺控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于钛合金薄壁结构件的初选铣削工艺参数范围，进行钛合金铣削试验；

测量铣削试验得到的钛合金薄壁结构件的残余应力参数；

根据所述钛合金薄壁结构件的铣削参数和残余应力参数，建立第一关系模型；

以最大化所述第一关系模型中的残余应力分布包络面积为目标函数并求解，得到钛合金薄壁结构件的铣削稳健性工艺参数域；

基于所述铣削稳健性工艺参数域对钛合金薄壁结构件进行加工；

所述第一关系模型为：

其中，y为残余应力分布包络面积，β₀为常数，β_i为第i个工艺参数的拟合系数，x_i为第i个工艺参数，x_j为第j个工艺参数，β_ij为x_i和x_j的关联拟合系数，n为工艺参数的总个数，i、j和n均为正整数。

2.如权利要求1所述的一种钛合金薄壁结构精密铣削表面状态稳健性工艺控制方法，其特征在于，所述残余应力分布包络面积包括进给方向残余应力分布包络面积和切宽方向残余应力分布包络面积。

3.如权利要求1-2任一所述的一种钛合金薄壁结构精密铣削表面状态稳健性工艺控制方法，其特征在于，建立第一关系模型之后且求解目标函数之前还包括：

以铣削工艺参数约束和表面粗糙度约束构建约束条件。

4.如权利要求3所述的一种钛合金薄壁结构精密铣削表面状态稳健性工艺控制方法，其特征在于，所述铣削工艺参数约束通过以下方法确定：

测量铣削试验得到的钛合金薄壁结构件的表面粗糙度参数和表面显微硬度参数；

根据所述铣削参数、表面粗糙度参数、残余应力参数和表面显微硬度参数，建立第二关系模型；

基于所述第二关系模型确定铣削工艺参数约束；

所述第二关系模型为：

其中，R_a为表面粗糙度，σ_r为表面残余应力，HV为表面显微硬度，α_i、β_i、γ_i、η_i分别为v_c、f_z、a_e、a_p的指数，i＝1～3，其大小代表表面状态特征对工艺因子变化的敏感性，v_c为铣削速度，f_z为每齿进给量，a_e为铣削宽度，a_p为铣削深度。

5.如权利要求4所述的一种钛合金薄壁结构精密铣削表面状态稳健性工艺控制方法，其特征在于，基于所述第二关系模型确定铣削工艺参数约束包括：

基于所述第二关系模型，确定每个所述工艺参数在不同水平区间中的变化幅值；其中，所述变化幅值包括表面粗糙度变化幅值、残余应力变化幅值和表面显微硬度变化幅值；

根据多个所述变化幅值计算平均值；

选择所述变化幅值小于等于所述平均值对应的工艺参数范围作为铣削工艺参数约束。

6.如权利要求3所述的一种钛合金薄壁结构精密铣削表面状态稳健性工艺控制方法，其特征在于，所述表面粗糙度约束具体为：

R_amin≤R_a(x)≤R_amax，

其中，R_a(x)为表面粗糙度，R_amin为表面粗糙度最小阈值，R_amax为表面粗糙度最大阈值。

7.如权利要求1或2或4或5或6所述的一种钛合金薄壁结构精密铣削表面状态稳健性工艺控制方法，其特征在于，采用多目标遗传算法求解所述目标函数。