钛合金薄壁件铣削工艺优化的研究

发布时间：2017-08-22 11:28

  本文关键词：钛合金薄壁件铣削工艺优化的研究

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【摘要】：钛合金整体结构件因其质量轻、强度高、耐高温等优良特性,被广泛应用于航空航天领域。钛合金整体结构件多为薄壁结构,是整体毛坯件经切削去除大量的多余材料制成,加工精度要求高。目前,钛合金整体结构件加工中存在切削效率较低和加工精度难以保障的问题。为解决这一问题,本课题通过模拟仿真和试验相结合的方式,研究了快进刀层铣、插铣、插钻三种工艺进行钛合金薄壁槽腔开腔的切削效率。通过试验分析了单侧单向和双侧交替两种走刀方式对薄壁筋板加工精度的影响。理论分析表明三种工艺均可进行钛合金薄壁槽腔开腔,且具有较高的切削效率。通过UG NX对这三种工艺切削效率的仿真可知:(1)在切削速度、切削宽度、进给量三者中进给量对切削效率的影响最为显著;(2)加工宽而深的槽腔时,插铣和插钻具有较高的切削效率。通过薄壁开口槽开腔试验可知:(1)采用插铣和快进刀层铣的工艺进行薄壁开口槽开腔,具有较高的切削效率且可提供后续精加工所需精度;(2)层铣刀具磨损主要为主后刀面的微小崩刃,插铣的刀具磨损主要为副后刀面的少量崩刃;(3)机床具有足够功率和动态刚度才可采用插钻工艺,否则机床将产生严重的振动、刀片产生大面积的崩刃。通过精加工薄壁筋板的试验可知:与单侧单向走刀相比双侧交替环绕走刀方式可取得更好的加工精度。通过对三种加工工艺的理论分析、仿真模拟和切削试验得出钛合金薄壁件加工工艺的选择原则:浅槽腔开腔时,快进刀层铣工艺具有较高的切削效率;宽而深的槽腔开腔时,插铣具有较高切削效率;精加工高厚比大的薄壁筋板,双侧交替环绕的走刀可取的较高加工精度;精加工高厚比小的薄壁筋板,既可采取双侧交替环绕又可采取单侧单向走刀方式。
【关键词】：钛合金 薄壁件 加工工艺 切削效率
【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
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 课题研究的背景及意义12-13
• 1.2 钛合金切削加工特性13-16
• 1.2.1 钛合金的分类13-14
• 1.2.2 钛合金的材料性能14-15
• 1.2.3 钛合金的切削特性15-16
• 1.3 钛合金薄壁件铣削加工特性16
• 1.4 钛合金薄壁件研究现状16-18
• 1.4.1 国外研究现状16-17
• 1.4.2 国内研究现状17-18
• 1.5 课题的来源及主要研究内容18-20
• 1.5.1 课题来源18-19
• 1.5.2 主要研究内容19-20
• 第2章 钛合金薄壁槽腔开腔工艺的研究20-30
• 2.1 钛合金薄壁零件的特点20-22
• 2.1.1 钛合金薄壁零件的典型槽腔结构20-21
• 2.1.2 钛合金薄壁槽腔的加工难点21-22
• 2.2 薄壁槽腔层铣工艺22-24
• 2.3 薄壁槽腔插铣工艺24-26
• 2.3.1 插铣的特点24-26
• 2.3.2 插铣工艺规范26
• 2.4 薄壁槽腔插钻工艺26-28
• 2.4.1 插钻的特点26-28
• 2.4.2 插钻工艺规范28
• 2.5 本章小结28-30
• 第3章 槽腔开腔切削效率的仿真研究30-42
• 3.1 快进刀层铣切削效率的仿真30-34
• 3.1.1 切削参数对切削效率的影响30-32
• 3.1.2 不同规格槽腔切削效率的仿真32-34
• 3.2 插铣切削效率的仿真34-37
• 3.2.1 切削参数对切削效率的影响34-35
• 3.2.2 不同规格槽腔切削效率的仿真35-37
• 3.3 插钻切削效率的仿真37-39
• 3.3.1 切削参数对切削效率的影响37-38
• 3.3.2 不同规格槽腔切削效率的仿真38-39
• 3.4 三种工艺切削效率仿真对比39-41
• 3.5 小结41-42
• 第4章 钛合金薄壁筋板切削的试验研究42-59
• 4.1 试验准备42-46
• 4.1.1 试验目标42
• 4.1.2 试验设备42-45
• 4.1.3 试验方案45-46
• 4.2 筋板层铣开腔的试验及分析46-49
• 4.2.1 切削参数的选择46-47
• 4.2.2 试验结果及分析47-49
• 4.3 筋板插铣开腔的试验及分析49-51
• 4.3.1 切削参数的选择49
• 4.3.2 试验结果及分析49-51
• 4.4 筋板插钻开腔的试验及分析51-54
• 4.4.1 切削参数的选择51-52
• 4.4.2 试验结果及分析52-54
• 4.5 走刀方式对加工精度影响的试验研究54-58
• 4.5.1 单侧单向走刀方式的试验研究55-57
• 4.5.2 双侧交替走刀方式的试验研究57-58
• 4.6 小结58-59
• 第5章 钛合金槽腔开腔的试验研究59-64
• 5.1 槽腔层铣开腔的试验研究59-61
• 5.1.1 快进刀层铣工艺设计59-60
• 5.1.2 试验结果分析60-61
• 5.2 槽腔插铣开腔的试验研究61-63
• 5.2.1 插铣工艺设计61-62
• 5.2.2 试验结果分析62-63
• 5.3 小结63-64
• 第6章 钛合金薄壁件加工工艺的选择原则64-67
• 6.1 槽腔开腔工艺选择原则64-65
• 6.1.1 浅薄壁槽腔开腔工艺选择原则64
• 6.1.2 宽而深的薄壁槽腔开腔工艺选择原则64-65
• 6.2 薄壁筋板精加工工艺选择原则65
• 6.3 小结65-67
• 结论67-68
• 参考文献68-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果73-74
• 致谢74-75

【参考文献】

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本文编号：718894