27、铝基复合材料加工参数优化研究

铝基复合材料加工参数优化研究

在金属加工领域，铝基复合材料因具有良好的性能，在航空航天和汽车等行业得到广泛应用。然而，其加工过程面临诸多挑战。本文将围绕两种加工研究展开，一是磨料水射流（AWJ）加工参数对响应的影响，二是铝基混合复合材料（AA2024 - B4C - TiC）磨料水射流加工的Taguchi优化。

磨料水射流加工研究

磨料水射流加工是一种重要的非传统加工方法，其加工变量对材料去除率（MRR）和表面粗糙度等响应有显著影响。
- 参数对MRR的影响
- 压力增加时，MRR呈线性增加。磨料流量对MRR影响不大，而喷头到工件的距离（SOD）和横移速度对MRR有相似影响。在峰值压力、小SOD和横移速度下可实现最大MRR。
- 通过等高线图可知，将压力设置为3600 bar、SOD为2 mm、横移速度为350 mm/min时，可获得2000 - 3000 mm³/s的最佳MRR。低磨料流量、高SOD和横移速度时，MRR最小。
- 参数对表面粗糙度的影响
- 压力对表面粗糙度影响最大，其次是SOD和进给率。表面粗糙度随SOD增加而降低。
- 最小进给率和最大SOD可实现高表面光洁度。在SOD为3 mm、进给率为350 mm/min时，可获得5 - 6 µm的最佳表面粗糙度。低压力和低磨料流量时，表面粗糙度极高。
- 合意性方法优化
- 合意性方法用于多目标优化，能有效找到满足特定表面粗糙度水平的最佳工艺参数集。
- 将合意性概念与响应面方法（RSM）结合，可统一研究AWJ加工性能。
- 实