發(fā)布時間：2017-08-10 06:36

  本文關鍵詞：鈦合金整體葉盤盤銑加工刀具設計與分析研究

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【摘要】：鈦合金整體葉盤是航空發(fā)動機中壓氣機的重要零件，其結構復雜和材料難加工兩個特點一直是技術難點，隨著整體葉盤結構的不斷更新，對其加工工藝的要求越來越高。而在整個加工過程中，刀具性能的好壞對整體葉盤的質量、加工效率起至關重要的作用。本文針對現(xiàn)新提出的盤/插/側復合銑削加工工藝中盤銑工藝的特點設計和分析盤銑刀，主要進行如下研究： 首先，分析整體葉盤盤銑加工特點并設計盤銑切削力試驗。分析鈦合金整體葉盤的結構和通道幾何特征，對加工區(qū)域進行劃分，通過計算求取葉盤通道盤銑可加工區(qū)域。分析盤銑加工工藝的特點，分析盤銑加工過程中切削力對加工過程的影響；通過盤銑鈦合金試驗，分析盤銑過程中不同切削參數(shù)下切削力的變化規(guī)律，并根據(jù)試驗結果為后續(xù)刀具設計提供參考數(shù)據(jù)。 其次，設計刀具的整體結構并完成建模。根據(jù)工件材料特性，結合盤銑加工的特點，確定盤銑刀刀具結構、刀體與刀片的材料。對比分析刀片夾緊方式，并選用合適刀片；分析整體葉盤幾何，確定盤銑刀的基本尺寸，設計容屑槽、刀槽結構尺寸，并利用UG軟件對所設計的刀具進行建模。 再次，通過仿真分析優(yōu)化刀具結構。為保證刀具加工鈦合金時能更好發(fā)揮性能，，通過DEFORM軟件對刀具幾何參數(shù)（軸向、徑向前角）進行切削仿真分析，基于切削力優(yōu)化刀具幾何參數(shù)；利用仿真軟件對不同角度的盤銑刀的應力和應變進行計算，以驗證刀具的強度；對優(yōu)化后的盤銑刀結構進行模態(tài)分析，驗證機床-刀具-工件匹配的安全性。 最后，為保證所設計的刀具的加工質量，分析刀具的加工特點及難點，規(guī)劃盤銑刀加工工藝，對刀具刀槽和容屑槽等結構進行數(shù)控編程，完成所設計盤銑刀的加工制造。
【關鍵詞】：盤銑刀 整體葉盤 鈦合金 切削仿真 刀具制備
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG714;V261.23
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景10
• 1.1.1 課題來源10
• 1.2 研究目的與意義10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析11-17
• 1.3.1 整體葉盤加工技術及發(fā)展概況11-12
• 1.3.2 鈦合金整體葉盤切削特性分析12-13
• 1.3.3 可轉位刀具的發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3.4 銑削鈦合金刀具設計研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.5 整體葉盤刀具技術的發(fā)展與現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本課題的來源及主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 盤銑加工工藝分析與切削力試驗研究18-30
• 2.1 整體葉盤盤銑工藝研究18-21
• 2.1.1 通道幾何特征分析18-19
• 2.1.2 盤銑加工區(qū)域規(guī)劃19-20
• 2.1.3 通道盤銑加工方法20-21
• 2.2 盤銑切削力的分析21-23
• 2.2.1 切削力的形成21-22
• 2.2.2 影響切削力的因素22-23
• 2.3 盤銑切削鈦合金試驗研究23-28
• 2.3.1 試驗材料23-24
• 2.3.2 試驗條件24
• 2.3.3 試驗數(shù)據(jù)采集方法24-25
• 2.3.4 試驗方案25
• 2.3.5 試驗結果及數(shù)據(jù)分析25-28
• 2.4 本章小結28-30
• 第3章 盤銑刀的設計的技術研究30-40
• 3.1 刀具結構的形式30-31
• 3.2 可轉位刀片的設計31-33
• 3.2.1 刀片材料的確定31
• 3.2.2 刀片夾緊方式確定31-32
• 3.2.3 刀片結構的分析32-33
• 3.3 盤銑刀刀體的結構設計33-39
• 3.3.1 刀體的材料確定33
• 3.3.2 盤銑刀幾何尺寸的確定33-34
• 3.3.3 盤銑刀刀槽設計34-36
• 3.3.4 刀體容屑槽的設計36-38
• 3.3.5 刀體中心孔及鍵槽設計38-39
• 3.3.6 銑刀裝配圖39
• 3.4 本章小結39-40
• 第4章 盤銑刀結構的仿真分析及優(yōu)化40-56
• 4.1 有限元仿真的關鍵技術40-43
• 4.1.1 分離準則模型41-42
• 4.1.2 接觸摩擦模型42
• 4.1.3 材料本構方程42-43
• 4.2 盤銑刀刀具幾何參數(shù)優(yōu)化43-50
• 4.2.1 仿真模型的建立44-46
• 4.2.2 刀具幾何角度仿真方案46-47
• 4.2.3 切削仿真和結果分析47-50
• 4.3 盤銑刀刀具結構強度分析50-53
• 4.3.1 強度分析理論基礎50-52
• 4.3.2 盤銑刀載荷及邊界條件52
• 4.3.3 盤銑刀強度仿真結果52-53
• 4.4 盤銑刀模態(tài)分析53-55
• 4.5 本章小結55-56
• 第5章 盤銑刀的工藝規(guī)劃研究56-65
• 5.1 盤銑刀制造中常見問題56-58
• 5.2 盤銑刀刀體制備過程及工藝優(yōu)化58-64
• 5.2.1 刀具毛坯尺寸及要求58
• 5.2.2 盤銑刀刀體的加工58-59
• 5.2.3 刀體加工工藝59-63
• 5.2.4 刀具的數(shù)控程序及實體63-64
• 5.3 本章小結64-65
• 結論65-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文70-71
• 致謝71-72

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙鴻,袁哲俊,盧澤生,莊福通,傅維助,肖波;TC6鈦合金整體葉輪數(shù)控銑削工藝[J];推進技術;2000年03期

本文編號：649324