轴向车铣大口径厚壁管内孔刀具系统的研究

发布时间：2017-11-17 00:07

  本文关键词：轴向车铣大口径厚壁管内孔刀具系统的研究

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【摘要】：大口径厚壁无缝管(以下简称:大口径管)是指对外径大于300mm、外径与壁厚之比小于20的大口径厚壁无缝钢管,主要用于超临界、超超临界火电站主管道的高压锅炉管、生产离心铸铁管的铸管模和大型液压缸体等的制造。大口径管主要采用热轧、锻造或挤压工艺制造,其成品均存在10%左右的壁厚差,给后续机械加工带来较大困难。目前,一般采用车外圆、镗内孔的传统加工工艺方法来加工大口径管,这种加工方法加工效率低、成本高。车铣是一种崭新的加工方法,它是利用铣刀旋转和工件旋转的合成运动来实现对工件的切削加工,分为轴向车铣和正交车铣。轴向车铣适于内表面的加工,正交车铣适合外表面的加工,采用车铣技术加工大口径厚壁管,可实现一次装卡完成内外表面的加工,使工件在形状精度、位置精度、表面粗糙度及残余应力等多方面达到使用要求的一种先进切削加工方法。针对目前国内绝大多数铣刀都不完全适合车铣加工的要求的境况,本文结合大口径管的加工特性和车铣加工的相关技术展开了对车铣加工专用铣刀的研究设计,希望能设计出很好适合车铣大口径内孔的专用铣刀。主要研究内容为:首先,对大口厚壁管径管内孔的工艺特性及加工特性进行分析。本课题是关于加工前内孔直径为780mm,加工后为800mm,长为8m的大口径管的加工,并进行其在车铣加工过程中的切削力,切削功率,切削时间等进行相关计算。其次,根据以上所得的条件和要求对车铣加工时的铣刀进行设计,确定铣刀的直径、宽度、角度等参数,并确定是整体式还是镶齿式铣刀,确定紧固形式,对刀片的材料进行选择,确定具体参数等。然后,基于UG对刀盘,刀体,刀片进行三维设计,进行装配。最后基于Ansys Workbench对刀片和刀体进行有限元分析,校核其应力和变形。在进行这种大型构件的深孔加工时,随着刀杆的伸长,在切削力和刀杆重力的作用下,刀具会发生较大的变形,很大程度上影响加工精度,甚至会产生幅度较大的高频振动,严重影响加工精度和表面质量,还会出现崩刃和打刀的现象。为了消除这些影响,基于UG三维建模,设计了一种辅助支撑机构,用于减小切削力,消除切削振动,保证刀具位置,提高加工精度。
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG54

【参考文献】

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本文编号：1194122