题目：TB6铣削工艺优化

TB6钛合金以其具有比强度高、韧性好、抗腐蚀能力强等优点在飞机制造中的应用到达了一个空前的高点。但是，TB6的加工性能较差，切削力大，切削温度高，断屑困难，刀具磨损严重等缺点严重制约着其进一步应用。针对这一背景，本文主要在TB6钛合金刀具筛选、铣削表面完整性研究和精加工铣削参数优化等方面展开研究。（1）将参数优化目标函数——单元切削过程利润率模型运用到刀具评价中，筛选出了合适的刀具，并建立了刀具耐用度指数模型。首先按照厂家推荐参数，进行了TB6钛合金铣削实验，建立了每种品牌的刀具后刀面磨损曲线；其次对每种品牌的刀具进行利润率评价，筛选出了最合适的刀具；最后进行了刀具铣削寿命试验，建立了刀具寿命模型，并分析了铣削参数对刀具寿命的影响大小顺序，得到了铣削速度对刀具耐用度的影响最为显著，其次是每齿进给量，而铣削深度的影响则较弱的结论。（2）对TB6钛合金精加工表面完整性进行了实验研究，建立了表面完整性主要指标——表面粗糙度、表面残余应力、表面硬化率与精加工铣削参数之间的关系模型。首先采用正交实验与单因素实验结合的方法，进行了表面粗糙度实验，建立了表面粗糙度模型，得到了表面粗糙度-铣削参数曲线；其次借助于X-射线衍射仪，采用多项式拟合方法，建立了表面残余应力与铣削参数的二次多项式模型，借助于激光测量装置，进行了TB6钛合金表面腐蚀实验，建立了残余应力深度方向的分布曲线，得到了铣削对残余应力的影响深度大致为30μm，基体的残余应力值大致在50~150MPa之间的结论；最后采用单因素实验方法，建立了TB6钛合金精加工表面硬化率与铣削参数之间的关系曲线，并利用斜切法，建立了深度方向的硬化率曲线。（3）以利润率模型为目标函数，表面完整性指标、铣削力、刀具耐用度等为约束条件，运用复合形法进行了参数优化，找到了TB6钛合金的精加工最优参数，并进行了实验验证。首先借助于Kistler压电式测力仪，进行了正交实验，建立了TB6铣削力模型；其次介绍了参数优化模型的目标函数、约束条件及优化方法，建立了优化问题的数学模型；而后，进行优化求解找到了最大利润率值为1.51元/min，对应的铣削参数vc=40m/min， fz=0.1mm/z，优化后的利润率比优化前利润率提高两倍，切除率提高50%，耐用度降低了一倍；最后对该铣削参数进行了实验验证。