钛合金螺旋铣孔试验研究

发布时间：2017-11-28 07:05

  本文关键词：钛合金螺旋铣孔试验研究

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【摘要】：钛合金材料因其具有比强度高、抗疲劳、耐腐蚀等优点,越来越多的被用于飞行器设计中,作为关键承力部分结构件使用；其在飞行器装配中的典型加工形式为制孔加工。钛合金材料属于典型的难加工材料,轴向力大、切削温度高、刀具磨损严重等缺点,航空制造业需要一种新型制孔技术。螺旋铣孔技术是航空装备制造领域新出现的替代传统钻孔的新技术,因具有加工质量好、效率高等优点被用于加工钛合金材料上加工装配用孔。本文对螺旋铣孔技术运动学进行了分析,采用切削速度、切向每齿进给量和螺旋导程三个基本加工参数描述螺旋铣孔过程,搭建了螺旋铣孔试验平台并进行精度试验,在螺旋铣孔试验平台上开展了钛合金材料的加工试验,研究了钛合金螺旋铣孔加工中切削温度及切削力的特征,以及基本加工参数对切削温度和切削力及加工质量的影响规律。主要研究内容如下：(1)分析了螺旋铣孔运动特点,确定了影响加工过程的主要参数；将自行研制的螺旋铣孔装置与二维移动平台、控制柜及夹具搭建了螺旋铣孔试验平台；对搭建的试验平台进行精度试验,试验结果表明该平台能够满足飞行器制孔要求。(2)研究了钛合金螺旋铣孔加工中切削温度及切削力的特征,以及基本加工参数对切削温度和切削力的影响规律。结果表明,力信号及温度信号会出现相同周期的波动,其周期即为刀具公转周期；切削速度增加时,切削温度有明显上升趋势,而切削力基本保持不变；而当切向每齿进给量增加时,切削温度无明显变化,这与切削热的分配比例有关,但是此时切削力上升；当导程增加时,切削力及切削温度都会增加。(3)对螺旋铣孔不同加工参数下表面质量进行分析。分析结果表明,加工孔径、表面粗糙度及圆度都主要受切向每齿进给量及导程的影响。孔径随着切削力的增加而减小,圆度及表面粗糙度随着切削力的增加而变差。对于刀具磨损及孔出口及入口的观测结果表明,切削速度对其影响较大,切削速度增加时,切削温度显著增加,切屑流动性变差,容易粘附在排屑槽中堵塞刀具,降低刀具的切削能力,导致在工件表面出口处有大量毛刺存在,降低加工孔的质量。
【学位授予单位】：大连理工大学
【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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1 秦旭达;陈仕茂;刘伟成;倪旺阳;刘一雄;;螺旋铣孔技术在航空制造装配业中的发展应用[J];航空制造技术;2009年06期

2 李忠群;郑敏;王鑫;;螺旋铣孔技术研究进展[J];湖南工业大学学报;2013年01期

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本文编号：1233103