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基于深度学习的TC32钛合金BTA深孔钻削容屑系数和切屑形态研究

冯亚洲 陶觅辰 刘战锋 孔浩

冯亚洲, 陶觅辰, 刘战锋, 孔浩. 基于深度学习的TC32钛合金BTA深孔钻削容屑系数和切屑形态研究[J]. 制造技术与机床, 2024, (4): 57-62. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.04.009
引用本文: 冯亚洲, 陶觅辰, 刘战锋, 孔浩. 基于深度学习的TC32钛合金BTA深孔钻削容屑系数和切屑形态研究[J]. 制造技术与机床, 2024, (4): 57-62. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.04.009
FENG Yazhou, TAO Michen, LIU Zhanfeng, KONG Hao. Research on gullet -to-chip area ratio and chip morphology of TC32 titanium alloy BTA deep hole drilling based on deep learning[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2024, (4): 57-62. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.04.009
Citation: FENG Yazhou, TAO Michen, LIU Zhanfeng, KONG Hao. Research on gullet -to-chip area ratio and chip morphology of TC32 titanium alloy BTA deep hole drilling based on deep learning[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2024, (4): 57-62. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.04.009

基于深度学习的TC32钛合金BTA深孔钻削容屑系数和切屑形态研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.04.009
详细信息
    作者简介:

    冯亚洲,男,1984年生,博士,副教授,研究方向为弱刚性复杂曲面零件自适应加工、难加工材料深孔加工切削机理等。E-mail:asian5921@126.com

    通讯作者:

    陶觅辰,女,1996年生,硕士研究生,研究方向为典型难加工材料深孔加工技术。E-mail:18291988771@163.com

  • 中图分类号: TG52

Research on gullet -to-chip area ratio and chip morphology of TC32 titanium alloy BTA deep hole drilling based on deep learning

  • 摘要: 在钛合金深孔钻削过程中,由于其难加工性经常会存在刀具磨损严重、排屑困难和内孔表面质量差等问题。为了获得具有良好内孔表面质量和切屑形态的钛合金深孔类零件,以新型钛合金TC32为研究对象,在不同工艺参数下基于深度学习和BP神经网络进行了TC32钛合金的容屑系数预测和加工试验验证。研究结果表明:预测模型的决定系数${R^2}$为0.921,拟合程度和精度较高,预测性能良好;当进给量为0.08 mm/r、主轴转速为435 r/min时容屑系数为5.6,切屑形态以C形屑和短带状屑为主,排屑顺畅且加工过程稳定。

     

  • 图  1  容屑系数预测模型

    图  2  BTA深孔钻削原理

    图  3  TK智控深孔机床

    图  4  ϕ45 mm错齿内排屑机夹钻头

    图  5  不同工艺参数下TC32的容屑系数预测值与真实值

    图  6  TC32切屑形态

    图  7  TC32钛合金成品

    表  1  切削加工参数

    序号 进给量f/(mm/r) 主轴转速n/(r/min)
    1 0.02 235
    2 0.02 335
    3 0.02 435
    4 0.02 535
    5 0.08 235
    6 0.08 335
    7 0.08 435
    8 0.08 535
    9 0.14 235
    10 0.14 335
    11 0.14 435
    12 0.14 535
    13 0.20 235
    14 0.20 335
    15 0.20 435
    16 0.20 535
    下载: 导出CSV

    表  2  不同工艺参数下的加工结果

    序号 进给量
    f/(mm/r)
    主轴转速
    n/(r/min)
    切屑形态 加工状况 容屑
    系数
    预测值
    容屑
    系数
    真实值
    1 0.02 235 薄长卷屑 轻微堵屑 49.6 65.4
    2 0.02 335 薄长卷屑 轻微堵屑 59.2 75.9
    3 0.02 435 薄长卷屑 轻微堵屑 93.7 89.6
    4 0.02 535 薄长卷屑 轻微堵屑 82.2 91.4
    5 0.08 235 薄短卷屑 轻微堵屑 41.6 45.8
    6 0.08 335 螺卷短屑 轻微堵屑 44.3 47.6
    7 0.08 435 C形屑 排屑正常 4.9 5.6
    8 0.08 535 短带状屑 排屑正常 7.3 6.8
    9 0.14 235 毛刺短屑 轻微堵屑 41.7 42.1
    10 0.14 335 毛刺短屑 轻微堵屑 54.3 43.5
    11 0.14 435 毛刺短屑 轻微堵屑 46.1 47.8
    12 0.14 535 破碎状屑 轻微堵屑 35.6 34.7
    13 0.20 235 厚短卷屑 轻微堵屑 31.5 32.3
    14 0.20 335 厚短卷屑 轻微堵屑 31.9 30.6
    15 0.20 435 破碎状屑 加工中断 23.6 23.8
    16 0.20 535 破碎状屑 加工中断 19.5 21.7
    下载: 导出CSV
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  • 录用日期:  2024-01-11
  • 修回日期:  2023-11-12

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