２０１０年第１２期?设计与研究?
型，最后应用Ｍａｔｌａｂ软件中遗传算法与直接搜索工具箱，对镍基合金高速切削参数进行合理选择与优化。
ｌ切削过程的有限元模拟
应用ＤＥＦＯＲＭ对切削过程进行模拟主要包括几何造型、网格划分、输入边界条件、材料属性、切削参数、初始条件等。图ｌ为斜角切削加工有限元模型及切削力、切削温度的数值模拟。
图１ＧＨ２１３２斜角切削加工有限兀数值模拟
高速切削过程的温度场分布是不均匀的，切削时发热区主要有三个，即剪切面、切屑与前刀面接触区及后刀面与过渡表面接触区，而最高温度主要集中在前刀面与切屑的接触区域，且由于加工速度快，大部分的热量被切屑带走，因此刀具及工件表面的温度相对比较低。
切削过程中的等效应力主要集中在刀具刃口区、剪切面等部位，而且相对应力比较大，分布很不均匀。在刀．工、刀．屑接触面上越靠近刀尖位置，等效应力的值就越大，但应力最大点并不在刀尖处，而是在离切削刃比较近的区域，即所谓的月牙洼形成区。
２高速切削试验研究哺１
高速切削试验的目的是通过不同切削用量下的铣削试验哺Ｊ，对镍基合金ＧＨ２１３２高速切削工况下的切削力和刀具磨损进行研究，并应用多元回归分析法建立ＧＨ２１３２基于切削用量的切削力及刀具寿命预测模型。
２．１切削参数的多元正交试验＂１
多元正交试验法即多因素同时变化，多因素变化的规律按“正交”规律进行，以便用较少的试验次数获得可靠性比较高的实验数据。选取切削速度、进给量、轴向切深、径向切深为高速切削刀具磨损的四个因素，采用Ｌ９（３４）正交表，共安排９组试验。如表１所示。
表１多元正交试验参数水平表
切削速度每齿进给量轴向切深径向切深编号
Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）力（ｍｍ／ｚ）口。（ｍｍ）口。（ｍｍ）ｌ１６４０．０８０．４５１．５
２１６４０．２０Ｏ．７５２．５
３１６４Ｏ．３２１．１５３．５
４２０６Ｏ．０８Ｏ．７５３．５
５２０６Ｏ．２０１．１５１．５
６２０６Ｏ．３２０．４５２．５
７２７９０．０８１．１５２．５
８２７９Ｏ．２００．４５３．５
９２７９０．３２Ｏ．７５１．５２．２试验数据的分析与处理
应用多元回归分析建立基于切削速度秽、每齿进给量丘、轴向切深％、径向切深Ⅱ。的刀具寿命经验公式：
Ｔ＝ｃⅣＹｏ∥（１）等式两边取对数：
ＩｎＴ＝ｌｎＣ＋ｍｌｎｖ＋ｎｌ码￡＋ｓｌｎａ。＋ｋｌｎａ。（２）对（２）式进行处理得：
Ｙ＝口ｏ＋口ｌｘｌ＋ａ２ｘ２＋口，并３＋ａ４ｘ４
（３）将试验所得数据代入方程，应用Ｍａｔｌａｂ软件求解，得到基于切削参数的高速铣削刀具寿命的四因素数学模型：
Ｔ＝４６２５３ｖ－５．４２２３‘ｍ口≯＂６口ｉ仉６２５（４）同样，建立高速铣削镍基合金ＧＨ２１３２的铣削力经验公式，并代入试验数据计算，得到切削速度”、每齿进给量止、轴向切深口。、径向切深口。对主切削力的预测模型：
Ｆｃ＝１２６３ｖ“”Ｚ”３ｄ。０２０６Ⅱ：”（５）２．３显著性检验
为判定预测模型拟合程度的好坏，有必要对预测模型的进行显著性检验，表２为对刀具寿命预测模型显著性检验的结果。
表２刀具寿命预测模型显著性检验方差分析方羞来源平方和自由度均方，比显著性同归０．９５６４０．２３９２．９５ｌ０．ｏｏｌ
剩余０．３２５４Ｏ．０８１
总计１．２８ｌ８
从方差分析表（Ｆ检验）中看出，Ｆ＝２．９５１，显著性Ｐ＝０．００１，说明所求回归方程的线性回归高度较为显著。另外，回归系数ｒ检验发现，口。、ａ：、Ⅱ，高度显著，而口。的显著性不明显，即在高速铣削ＧＨ２１３２镍基高温合金的加工中，切削速度口，每齿进给量丘，轴向切深口。对刀具寿命的影响较大，径向切深８。对刀具寿命影响不显著。同理，对切削力的预测模型显著性进行检验，结果也是显著的。
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