钛合金铣削表面粗糙度检测及多元预测模型研究

搭建铣削力与工件表面粗糙度铣削试验系统，设计正交试验方案，对难加工金属TC4钛合金进行铣削试验。利用三向力测力仪采集铣削力信号，用表面粗糙度测定仪测量工件表面粗糙度，并提取特征值。对特征值进行3种正态性检验。研究结果表明，特征值均不满足严格的正态分布。基于Spearman相关性分析，得到三向铣削力与表面粗糙度相关系数均介于0.7～0.8之间，属于极强相关，可以用于构建表面粗糙度预测模型。基于响应面法，分别以铣削工艺参数、铣削力及铣削工艺参数-铣削力组合为连续因子，以表面粗糙度为响应因子做响应面分析，建立了3种表面粗糙度预测模型。通过对模型参数、表面粗糙度拟合值与实测值的对比曲线及残差散点图的分析可知，铣削工艺参数-铣削力组合预测模型的预测精度最高，多元相关系数值为0.917 3,修正的多元相关系数值为0.855 2,远高于其他2种模型，可以较好地预测TC4钛合金的表面粗糙度，证明了采用多因子组合的方法提高模型精度的可行性，提供了一种可靠的提高钛合金铣削表面粗糙度预测精度的方法。