微织构球头铣刀铣削钛合金切削加工性能的研究
本文选题:钛合金 + 微织构球头铣刀 ; 参考:《哈尔滨理工大学》2017年硕士论文
【摘要】:钛合金在航空航天等领域应用广泛但切削性能差,为了实现钛合金高效、高质量的加工,突破刀具技术及切削工艺的限制已成为先进切削技术研究领域内的热门问题。本文以硬质合金微织构球头铣刀为研究对象,将微织构置入刀具前刀面,进行微织构的设计和制备。建立有限元分析模型,进行刀具强度分析,探讨微织构参数对刀具强度的影响规律。系统分析硬质合金微织构的激光制备技术,搭建实验平台,研究微织构参数对刀具切削性能的影响规律。利用模糊综合评价理论,定量分析刀具的切削性能。本文对微织构球头铣刀的切削加工性能分析及微织构参数的优选,对微织构刀具的高效切削及刀具开发提供基础数据。首先,在球头铣刀前刀面切削区域上进行微织构设计,利用数值模拟方法对微织构球头铣刀进行强度校核分析,探讨不同类型微织构参数对球头铣刀片结构强度的影响,为后续的钛合金铣削仿真和微织构参数优选提供依据。其次,根据钛合金铣削的实验条件,对满足结构强度的微织构球头铣刀进行仿真试验研究,分析讨论不同类型微织构参数对球头铣刀切削加工性能的影响,并对微织构参数进行优选。再次,利用激光加工技术制备微织构球头铣刀,对微织构球头铣刀进行钛合金铣削实验研究,得到了不同微织构参数对切削力的影响规律。分析了不同微织构球头铣刀和无织构球头铣刀随着切削时间下的刀具磨损情况,绘制了刀具磨损与切削力的响应特性曲线、刀具磨损与工件表面粗糙度的响应特性曲线,得出了仿真优选出的微织构参数对球头铣刀的切削加工性能改善效果明显。同时,对比仿真结果和试验结果,得出了仿真结果是准确可靠的。最后,基于多目标决策理论,利用改进的层次分析法对球头铣刀切削加工性能评价指标加权分析。通过钛合金铣削实验,依据最小隶属度原则,结合模糊数学理论,评价微织构球头铣刀铣削钛合金的切削加工性能。
[Abstract]:Titanium alloy is widely used in aerospace and other fields, but its cutting performance is poor. In order to achieve high efficiency and high quality machining of titanium alloy, breaking through the limitation of cutting tool technology and cutting technology has become a hot problem in the field of advanced cutting technology.In this paper, the microtexture of cemented carbide microtexture ball end milling cutter was designed and fabricated by inserting the microtexture into the cutting face of the cutting tool.The finite element analysis model was established to analyze the tool strength and the influence of microtexture parameters on the tool strength was discussed.The laser fabrication technology of cemented carbide microtexture was analyzed systematically and the experimental platform was set up to study the influence of microtexture parameters on cutting performance of cutting tools.The cutting performance of cutting tools is quantitatively analyzed by using fuzzy comprehensive evaluation theory.In this paper, the cutting performance of microtextured ball end milling cutter and the selection of microtexture parameters are analyzed, and the basic data are provided for the efficient cutting and tool development of microtexture cutter.Firstly, the microtexture design is carried out on the cutting area of the front face of the ball end milling cutter. The strength of the microtexture milling cutter is checked and analyzed by numerical simulation method, and the influence of different types of microtexture parameters on the structural strength of the ball end milling cutter is discussed.It provides the basis for subsequent simulation of titanium alloy milling and optimization of microtexture parameters.Secondly, according to the experimental conditions of titanium alloy milling, the microtexture ball end milling cutter which meets the structural strength is simulated and studied, and the influence of different microtexture parameters on the cutting performance of the ball end milling cutter is analyzed and discussed.The parameters of microtexture were optimized.Thirdly, the microtexture ball end milling cutter was fabricated by laser processing, and the experimental study of titanium alloy milling was carried out on the micro texture ball end milling cutter, and the effect of different microtexture parameters on the cutting force was obtained.The tool wear of different microtextured ball end milling cutters and non-texture ball end milling cutters with cutting time is analyzed. The response characteristic curves of tool wear and cutting force, tool wear and workpiece surface roughness are drawn.The results show that the microtexture parameters selected by simulation can improve the cutting performance of ball milling cutter obviously.At the same time, compared with the simulation results and experimental results, the simulation results are accurate and reliable.Finally, based on the multi-objective decision theory, an improved analytic hierarchy process (AHP) is used to evaluate the machining performance of ball milling cutter.According to the principle of minimum membership degree and fuzzy mathematics theory, the cutting performance of microtextured ball end milling cutter for titanium alloy milling was evaluated through milling experiment of titanium alloy.
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG54
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,本文编号:1759081
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