本文關(guān)鍵詞：航天鈦合金整體結(jié)構(gòu)件高效加工工藝研究與工程應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 航天整體結(jié)構(gòu)件 銑削 有限元仿真 高效加工

【摘要】：航空航天工業(yè)的快速發(fā)展,對鈦合金整體結(jié)構(gòu)件的需求越來越大,但鈦合金整體結(jié)構(gòu)件極高的材料去除率、薄壁復(fù)雜形狀及難加工特征,給這類零件的高質(zhì)量、高效率加工帶來了巨大的挑戰(zhàn)。本文以典型TC4鈦合金材料帶筋復(fù)雜曲面類整體結(jié)構(gòu)件為對象,結(jié)合典型產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)特征,開展了航天鈦合金切削加工有限元仿真分析和銑削加工工藝試驗(yàn)分析,探索和研究航天整體結(jié)構(gòu)件高效加工工藝的技術(shù)方案與途徑,研究內(nèi)容主要包括:(1)航天鈦合金銑削加工有限元仿真分析研究。分析了鈦合金力熱耦合過程建模的關(guān)鍵問題,包括材料本構(gòu)模型的動態(tài)失效準(zhǔn)則,切屑分離、斷裂準(zhǔn)則,刀具-切屑-工件的摩擦模型等。重點(diǎn)研究了航天鈦合金在不同溫度、不同應(yīng)變率條件下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系模型,建立航天鈦合金的JC修正本構(gòu)方程。根據(jù)仿真結(jié)果,對不同刀具幾何結(jié)構(gòu)下的切削力,切削溫度,切屑形態(tài)轉(zhuǎn)變規(guī)律進(jìn)行了分析。(2)航天鈦合金銑削加工工藝試驗(yàn)研究。開展了在不同銑削工藝參數(shù)下鈦合金材料的銑削加工試驗(yàn),綜合考慮零件結(jié)構(gòu)特征、機(jī)床性能、加工工藝、安裝方法等開展銑削加工試驗(yàn)研究。通過切削力,切削溫度在線測量與分析,表面粗糙度,切屑形態(tài)和刀具磨損情況的離線測量與分析,研究可行工藝方案,優(yōu)化切削工藝參數(shù),為鈦合金整體結(jié)構(gòu)件高效加工提供科學(xué)依據(jù)。(3)以TC4鈦合金舵骨架零件為典型加工對象進(jìn)行工程驗(yàn)證。通過加工工藝參數(shù)優(yōu)化、專用工裝設(shè)計(jì)、刀具優(yōu)選、走刀軌跡優(yōu)化等措施,在確保和改善產(chǎn)品加工質(zhì)量的前提下,提高了舵骨架整體結(jié)構(gòu)件的加工效率,縮短了加工周期。本文的研究成果可推廣應(yīng)用于同類薄壁多型面結(jié)構(gòu)件加工。
【關(guān)鍵詞】：航天整體結(jié)構(gòu)件 銑削 有限元仿真 高效加工
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V261
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 本課題的來源8
• 1.2 課題研究目的與意義8-10
• 1.3 航天鈦合金結(jié)構(gòu)件高效加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀10-17
• 1.3.1 航天鈦合金材料應(yīng)用現(xiàn)狀10-12
• 1.3.2 航天鈦合金結(jié)構(gòu)件加工技術(shù)現(xiàn)狀12-17
• 1.4 本文的研究內(nèi)容17-18
• 第二章 航天鈦合金銑削加工有限元仿真分析18-36
• 2.1 切削加工有限元仿真概述18-20
• 2.2 切削加工力熱耦合過程建模關(guān)鍵問題20-21
• 2.2.1 材料本構(gòu)模型20
• 2.2.2 切屑分離、斷裂準(zhǔn)則20-21
• 2.2.3 刀具-切屑-工件的摩擦模型21
• 2.3 航天鈦合金切削仿真力熱耦合建模21-27
• 2.3.1 材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系模型22-25
• 2.3.2 銑削加工有限元模型的建立25-27
• 2.4 鈦合金銑削加工有限元仿真分析27-35
• 2.4.1 鈦合金銑削溫度和刀具應(yīng)力27-28
• 2.4.2 刀具幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化28-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 航天鈦合金銑削加工工藝試驗(yàn)研究36-65
• 3.1 銑削加工試驗(yàn)設(shè)計(jì)36-42
• 3.1.1 試驗(yàn)材料與刀具36-37
• 3.1.2 試驗(yàn)設(shè)備與檢測系統(tǒng)37-40
• 3.1.3 試驗(yàn)方案40-42
• 3.2 銑削加工試驗(yàn)分析42-61
• 3.2.1 銑削工藝參數(shù)對銑削力的影響42-48
• 3.2.2 銑削工藝參數(shù)對銑削溫度的影響48-54
• 3.2.3 銑削工藝參數(shù)對表面粗糙度的影響54-56
• 3.2.4 銑削工藝參數(shù)對刀具磨損的影響56-59
• 3.2.5 銑削工藝參數(shù)對切屑形成的影響59-61
• 3.3 銑削加工工藝對高效加工的影響分析61-63
• 3.4 本章小結(jié)63-65
• 第四章 航天鈦合金舵骨架的高效加工工藝研究65-79
• 4.1 舵骨架整體結(jié)構(gòu)件原加工工藝分析65-66
• 4.1.1 技術(shù)要求概述65-66
• 4.1.2 舵骨架結(jié)構(gòu)件的原加工工藝66
• 4.2 舵骨架結(jié)構(gòu)件高效加工優(yōu)化方法66-74
• 4.2.1 加工方式及工藝流程的優(yōu)化66-69
• 4.2.2 型面銑削優(yōu)化69-70
• 4.2.3 深孔加工的優(yōu)化70-74
• 4.3 舵骨架結(jié)構(gòu)件的加工質(zhì)量及其效率分析74-78
• 4.3.1 加工質(zhì)量的檢測與分析74-77
• 4.3.2 加工效率的統(tǒng)計(jì)分析77-78
• 4.4 本章小結(jié)78-79
• 第五章 總結(jié)與展望79-81
• 5.1 主要研究工作與結(jié)論79-80
• 5.2 研究展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文84-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間已公開或申請的專利與軟件著作權(quán)85-86
• 致謝86

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本文編號：847344