基于萤火虫算法的CFRP材料铣削刀具结构优化

作     者：李锋 曹一凡 刘维伟 李文科 杜崇辉 LI Feng;CAO Yifan;LIU Weiwei;LI Wenke;DU Chonghui

作者机构：西安航空学院西安710089 西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室西安710072 西安航空发动机(集团)有限公司西安710021 

基　　金：西安航空学院基金(2016KY1207) 大学生创新创业项目(DCX2017040) 

出 版 物：《宇航材料工艺》 (Aerospace Materials & Technology)

年 卷 期：2019年第49卷第1期

页      码：21-25页

摘      要：为了提高CFRP零件的加工表面质量和刀具寿命,针对其铣削加工的刀具结构进行了优化。设计了刀具结构参数与CFRP材料铣削加工表面粗糙度、后刀面磨损量之间的正交试验。应用极差分析法分析了刀具结构参数对CFRP材料加工表面粗糙度、后刀面磨损量的影响规律,并应用多元线性回归法建立了刀具结构参数与表面粗糙度、后刀面磨损量之间的数学模型。基于此模型,采用FA萤火虫算法,优化了刀具的结构参数,并进行了实验验证。结果表明:在试验参数范围内,刀具结构参数对于CFRP工件铣削表面粗糙度的影响程度依次为:后角、螺旋角、前角。当刀具的后角、螺旋角和前角增大时,工件的表面粗糙度都呈减小趋势,但减小的快慢程度不同;刀具结构参数对于后刀面磨损影响程度依次为:后角、螺旋角、前角。当刀具后角增大时,后刀面磨损量迅速上升,当螺旋角增大时,后刀面磨损量减小,当刀具的前角增大时,后刀面磨损量先减小后增大。采用FA萤火虫算法优化后的刀具结构对CFRP材料进行铣削实验,实验结果值与建立的模型预测值误差较小,表面粗糙度的误差率为3%,刀具后刀面磨损量的误差率为7.6%。

主 题 词：刀具结构参数 碳纤维/树脂基复合材料 铣削 表面粗糙度 刀具磨损 萤火虫算法 

学科分类：08[工学] 082503[082503] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.12044/j.issn.1007-2330.2019.01.004

馆 藏 号：203458559...