基于响应曲面法的CFRP超声振动辅助磨削工艺参数优化

针对CFRP加工表面高质量和高效率相矛盾的问题，利用响应曲面法建立三维表面粗糙度Sa和表面损伤层深度Dd的二阶回归模型，并采用遗传算法进行多目标优化，获得小的Sa、Dd和最大的材料去除率VMRR。结果表明：Sa和Dd的回归模型显著、可靠性好，其中进给速度vf对Sa和Dd的影响最显著，磨削深度ap、主轴转速n和超声振幅A的影响次之。响应曲面分析结果显示：n?A、vf?ap以及vf?A之间的交互作用对Sa影响显著；n?A、vf?A、vf?ap以及ap?A之间的交互作用对Dd影响显著。在Sa、Dd和VMRR权重占比分别为1/5、1/5和3/5的条件下，与中心点结果相比，优化后的Sa降低了11.01%， Dd降低了10.08%， VMRR提高了62.02%。且在优化工艺参数下的Sa和Dd的试验值与预测值的相对误差绝对值分别为8.25%和9.41%，表明预测模型准确性较高，可用于CRFP超声振动磨削的工艺参数优化和预测。