【摘要】：大型鈦合金結(jié)構(gòu)件是構(gòu)成飛機(jī)機(jī)體骨架的主要零件,因此對(duì)其加工精度要求較高。立銑刀是加工鈦合金結(jié)構(gòu)件的主要刀具。在銑削過程中由于受刀齒誤差、振動(dòng)、切削刃磨損等多因素的影響下,加工誤差沿刀具進(jìn)給方向的分布具有多樣性。因此研究銑削過程中加工誤差的形成機(jī)理及其分布特性具有重要意義。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“高能效銑刀非線性摩擦動(dòng)力學(xué)磨損多尺度耦合作用機(jī)理(51875145)”和成都飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司企業(yè)合作項(xiàng)目“大型鈦合金結(jié)構(gòu)件銑削刀具壽命精確控制技術(shù)”支持下,進(jìn)行加工誤差的形成過程及其控制方法的研究。為揭示銑削鈦合金工件表面的加工誤差的變化特性,采用直徑20mm整體硬質(zhì)合金立銑刀,進(jìn)行銑削鈦合金實(shí)驗(yàn),獲得銑削振動(dòng)、刀齒誤差和切削刃磨損影響下的鈦合金銑削加工表面;依據(jù)加工表面三坐標(biāo)測(cè)量結(jié)果和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/1182-2008,采用三遠(yuǎn)點(diǎn)法解算銑削加工誤差;采用等間距法,沿銑刀進(jìn)給方向獲取不同位置處的加工表面局部區(qū)域的形狀、位置、尺寸誤差,揭示銑削鈦合金加工誤差的變化過程;采用二元高次多項(xiàng)式擬合方法,構(gòu)建加工誤差分布函數(shù),定量描述銑削鈦合金過程中加工誤差的變化特性。構(gòu)建了刀齒誤差、切削刃磨損以及銑削振動(dòng)對(duì)銑削加工表面影響分析模型。為了揭示銑削加工誤差的形成過程,建立刀齒誤差、銑削振動(dòng)條件下的立銑刀及其刀齒的切削運(yùn)動(dòng)參考系,揭示工件、刀齒之間的瞬時(shí)切削運(yùn)動(dòng)關(guān)系,提出刀齒切削運(yùn)動(dòng)軌跡,與瞬時(shí)切削位置角的求解方法。研究刀齒加工過渡表面動(dòng)態(tài)形成過程,建立銑削加工誤差形成過程解算模型,揭示加工誤差形成過程的動(dòng)態(tài)特性及其控制變量,結(jié)合仿真實(shí)例與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證該模型的有效性。為揭示銑削振動(dòng)對(duì)加工誤差的影響,采用直徑20mm整體硬質(zhì)合金立銑刀和徑向分層切削方法進(jìn)行銑削鈦合金振動(dòng)實(shí)驗(yàn),獲取多次分層切削的銑削振動(dòng)時(shí)域信號(hào),分析沿銑刀進(jìn)給、銑削深度和銑削寬度三個(gè)方向上銑削振動(dòng)的變化;采用加工表面幾何誤差形成過程解算模型,研究銑削振動(dòng)作用下加工誤差沿銑刀進(jìn)給方向的分布特性;采用改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)分析算法,通過銑削振動(dòng)時(shí)域特征參數(shù)與加工表面形狀、位置、尺寸誤差關(guān)聯(lián)分析,揭示銑削振動(dòng)對(duì)加工誤差形成過程的影響特性。針對(duì)銑削大型鈦合金結(jié)構(gòu)件的工藝需求,依據(jù)銑削鈦合金加工誤差形成過程變化特性,建立加工誤差分布一致性的評(píng)價(jià)模型;分析刀齒誤差、銑削參數(shù)、切削刃磨損對(duì)加工誤差及其分布的影響特性;采用銑削加工表面幾何誤差形成過程解算模型,提出立銑刀切削鈦合金工藝設(shè)計(jì)方法,結(jié)合仿真與結(jié)果,進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)方案評(píng)判。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V261;TG54;TG146.23
【圖文】：

圖 1-1 鈦合金在航天領(lǐng)域的應(yīng)用Fig.1-1 Application of titanium alloy in aerospace field銑刀是一種典型的加工復(fù)雜曲面的高效切削刀具，在大型鈦合金加工中應(yīng)用廣泛。銑削大型鈦合金結(jié)構(gòu)件時(shí)，受工件材料結(jié)構(gòu)剛性特征、幾何結(jié)構(gòu)特征多變和切削參數(shù)等因素影響，存在的切削刃應(yīng)力過高、刀齒磨損過快、銑削振

直徑為20mm的整體硬質(zhì)合金立銑刀Fig.2-1Integralcarbideendmillingcutterwithdiameterof20mm

b) 切削刃展開 c) 銑刀切削刃結(jié)構(gòu)圖 2-2 直徑為 20mm 的整體硬質(zhì)合金立銑刀結(jié)構(gòu)Fig. 2-2 Integral carbide end milling cutter structure with diameter of 20 m表 2-1 銑刀結(jié)構(gòu)參數(shù)含義Table 2-1 Implications of milling structural parameters參數(shù) 參數(shù)含義

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本文編號(hào)：2744556