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工具技术2025年第06期:数控榫槽拉刀刃口结构多目标响应面优化与切削仿真研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:徐艳;何春双;伍爱江;李小梅;赵剑峰;刘俊波;

单位:中国航发成都发动机有限公司;四川中物技术股份有限公司;四川大学机械工程学院;

摘要:针对航空发动机零件材料GH4065A高温合金难加工特性,开展数控榫槽拉刀结构设计的系统优化研究。采用有限元仿真与响应面法耦合的研究框架,基于AdvantEdge软件建立二维动态切削仿真模型,设定前角、后角、钝圆半径及齿升量四因素为变量,以切削力、切削温度和Mises应力分布为性能指标。采用Box-Behnken响应面设计法规划实验矩阵,通过29组仿真实验构建二阶多项式响应模型,量化参数间交互作用对切削性能的影响规律。最终求解综合性能最优的刀具参数组合,并通过残差分析与验证实验检验模型预测精度。得到GH4065A拉削加工的最优拉刀结构参数组合:前角为18.6°,后角为4.5°,钝圆半径为0.014 mm,齿升量为0.02 mm。结果表明:优化后的结构切削力、切削热和应力分布都得到较大改善;齿升量对切削力和切削热的影响最大,其次是刀具前角。

关键词:数控榫槽拉刀;;结构设计;;响应面分析;;AdvantEdge;;高温合金

基金资助:四川省重大科技专项(2021ZDX0007)