發(fā)布時(shí)間：2018-03-19 22:40

  本文選題：鈦合金　切入點(diǎn)：球頭銑刀　出處：《哈爾濱理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：鈦合金因具有強(qiáng)度高、耐熱性好等優(yōu)良性能而在航空航天、汽車(chē)、冶金、造船以及醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)鈦合金作為典型的難加工材料,導(dǎo)熱系數(shù)小、化學(xué)活性高易導(dǎo)致刀具磨損。針對(duì)鈦合金的加工特點(diǎn),本文將介觀幾何特征(表面微織構(gòu)和刃口鈍圓半徑)引入到硬質(zhì)合金球頭銑刀,探討了介觀幾何特征對(duì)球頭銑刀銑削鈦合金切削性能的影響規(guī)律,并對(duì)介觀幾何特征參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首先,依據(jù)微織構(gòu)的形貌特征,建立了微坑織構(gòu)和溝槽織構(gòu)的數(shù)學(xué)模型;依據(jù)斜角切削模型建立了具有介觀幾何特征的球頭銑刀的切削力和切削溫度模型,研究了介觀幾何特征對(duì)切削力和切削溫度的影響。其次,利用有限元軟件Deform,對(duì)具有不同介觀幾何特征的球頭銑刀銑削鈦合金進(jìn)行仿真分析。得到了微坑織構(gòu)、橫向溝槽織構(gòu)、縱向溝槽織構(gòu)、正交溝槽織構(gòu)以及刀具刃口鈍圓半徑對(duì)切削力、切削溫度和刀具表面應(yīng)力的影響規(guī)律。再次,以仿真參數(shù)為依據(jù),設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)采用多元非線(xiàn)性回歸,構(gòu)建切削力和切削溫度的預(yù)測(cè)模型。采用遺傳算法,以最小切削力和最低切削溫度為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)球頭銑刀介觀幾何特征參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,得到了最優(yōu)的微坑織構(gòu)的直徑,深度,微坑織構(gòu)間的距離,距離切削刃的距離及刃口鈍圓半徑。最后,采用激光加工設(shè)備,制備具有不同介觀幾何特征的球頭銑刀;建立介觀幾何特征球頭銑刀銑削鈦合金實(shí)驗(yàn)平臺(tái),驗(yàn)證了切削力模型及優(yōu)化結(jié)果的正確性,同時(shí)分析了介觀幾何特征參數(shù)對(duì)摩擦系數(shù)的影響規(guī)律。
[Abstract]:Titanium alloys have been widely used in aerospace, automobile, metallurgy, shipbuilding and medical treatment because of their high strength and good heat resistance. According to the machining characteristics of titanium alloy, the mesoscopic geometry (surface microtexture and blunt radius of the cutting edge) is introduced into the cemented carbide ball end milling cutter. The effect of mesoscopic geometry on the cutting performance of titanium alloy in milling with ball end milling cutter is discussed, and the parameters of mesoscopic geometry are optimized and verified by experiments. The mathematical models of microcrater texture and groove texture were established, and the cutting force and cutting temperature model of spherical end milling cutter with mesoscopic geometry were established according to the oblique cutting model. The effect of mesoscopic geometry on cutting force and cutting temperature is studied. Secondly, the microcrater texture and transverse groove texture are obtained by means of finite element software Deform. the milling titanium alloy with different mesoscopic geometry characteristics is simulated and analyzed. The effects of longitudinal groove texture, orthogonal groove texture and blunt radius of cutting edge on cutting force, cutting temperature and tool surface stress are studied. Thirdly, based on the simulation parameters, the orthogonal experiment is designed with multivariate nonlinear regression. The prediction model of cutting force and cutting temperature is constructed. With the minimum cutting force and the minimum cutting temperature as the optimization targets, the mesoscopic geometric characteristic parameters of the ball end milling cutter are optimized, and the optimum diameter of the microcrater texture is obtained. The depth, the distance between the microcrater texture, the distance from the cutting edge and the blunt radius of the cutting edge. Finally, the ball end milling cutter with different mesoscopic geometry characteristics was prepared by laser processing equipment. The experimental platform for milling titanium alloy with mesoscopic geometric feature ball end milling cutter was established to verify the correctness of the cutting force model and the optimization results. At the same time, the influence of mesoscopic geometric characteristic parameters on the friction coefficient was analyzed.
【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】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TG714

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本文編號(hào)：1636327