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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明提供一种前缘加强边外型精加工效率及残余应力变形协同优化方法，包括如下步骤：建立前缘金属加强边残余应力变形有限元分析的网格划分及边界约束、前缘金属加强边内腔表面残余应力分布状态获取、对锥度球头铣刀铣削残余应力变形，建立精加工有限元仿真模型、建立铣削残余应力变形与不同铣削工艺参数映射之间的模型及面向残余应力变形和加工效率的工艺参数协同优化，实现了对前缘加强边内外型面加工残余应力变形的有效控制的同时，提升精加工效率。

主权项：1.一种前缘加强边外型精加工效率及残余应力变形协同优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：建立前缘金属加强边残余应力变形有限元分析的网格划分及边界约束：通过UG建模软件建立前缘金属加强边工件三维物理模型并导入Abaqus仿真软件，对前缘金属加强边工件内腔表面按照4种规格的锥度球头铣刀中每把锥度球头铣刀的实际加工区域进行区域划分，区域划分后在前缘金属加强边工件侧壁的内、外侧分别提取蒙皮作为应力施加层，并定义为底部表面施加，对前缘金属加强边工件及预应力施加层的蒙皮进行网格划分，通过SIGINI子程序将预应力加载在前缘金属加强边工件表面，得到前缘金属加强边工件由残余应力引起的变形网格划分及边界约束；步骤二：前缘金属加强边内腔表面残余应力分布状态获取：对前缘金属加强边工件内腔表面加工采用的4种规格的锥度球头铣刀进行铣削实验，采用相同工况下加工厚块来获得切削表层残余应力分布，铣削完成后对加工厚块进行残余应力测试，通过对加工厚块实验件进行电化学腐蚀剥层，获得残余应力沿深度方向分布数据，将实验测量值代入双曲正切模型，经FA算法寻优后获得最优的模型系数；步骤三：对锥度球头铣刀铣削残余应力变形，建立精加工有限元仿真模型：在步骤一中建立前缘金属加强边残余应力变形有限元分析的网格划分及边界约束后，对前缘金属加强边工件外型面铣削残余应力变形进行有限元仿真设计，设计工艺参数变量为切削速度Vc、每齿进给量fz，采用正交实验设计方案进行全因素仿真；将步骤二铣削实验测得前缘金属加强边内腔表面残余应力通过SIGINI子程序直接加载在仿真模型中，采用Matlab-Python-Abaqus软件交互的方法对设计仿真进行计算，求解前缘金属加强边工件外型面不同铣削工艺参数引起的残余应力变形；步骤四：建立铣削残余应力变形与不同铣削工艺参数映射之间的模型：将步骤三中获得的不同铣削工艺参数下监测点铣削残余应力变形数据进行处理，通过多元线性回归分析，建立不同铣削工艺参数与监测点铣削残余应力变形量之间的映射关系；步骤五：面向残余应力变形和加工效率的工艺参数协同优化：采用蝙蝠优化算法建立以铣削参数为设计变量，以铣削效率和残余应力变形为目标函数的多目标优化模型，将步骤四中所建立的铣削残余应力变形与不同铣削工艺参数映射之间的模型与加工效率函数相结合作为优化模型的为目标函数，通过设置约束条件将多目标优化函数转化为单目标优化函数进行求解，得到优化的加工工艺参数。

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百度查询： 西北工业大学 前缘加强边外型精加工效率及残余应力变形协同优化方法