鈦合金由于具有比強度高、耐蝕性好、耐熱性高、生物相容性好等優(yōu)異性能,已經(jīng)成為航空航天、生物醫(yī)療等領域中的重要材料。然而由于鈦合金的變形系數(shù)小、導熱性差、化學活性高、彈性模量小等特性,使得其可加工性差,因此鈦合金加工用刀具的研究成為了一個重要課題。刀具基體材料、刀具涂層材料及其涂覆技術、刀具結(jié)構(gòu)設計等對刀具的性能都有重要影響。通過分析其研究現(xiàn)狀,本文將從刀具結(jié)構(gòu)設計方面對硬質(zhì)合金刀具開展研究及優(yōu)化工作。通過分析四刃平頭銑刀的幾何結(jié)構(gòu),建立了四刃平頭銑刀的數(shù)學解析模型,為刀具的參數(shù)化建模提供了基礎。為提高刀具的設計效率,采用UG二次開發(fā)方法對刀具的參數(shù)化建模進行了研究。在此基礎上,完成了多種類型的鈦合金加工用硬質(zhì)合金刀具的結(jié)構(gòu)設計工作。使用有限元軟件建立了四刃平頭銑刀切削Ti-6Al-4V的三維仿真模型,通過分析切削過程中的切削力、切削溫度、刀具上的應力分布及切屑形貌等,對刀具的幾何參數(shù)進行了優(yōu)選。并對刀具的結(jié)構(gòu)進行了改進以提升其排屑性能。通過對刀具的幾何參數(shù)進行正交優(yōu)選,發(fā)現(xiàn)四刃刀具在螺旋角、前角和后角分別為45°、10°、13°時切削性能較好,并對兩刃及六刃平頭銑刀的幾何參數(shù)進行了優(yōu)選... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題背景及研究意義
    1.2 加工鈦合金用硬質(zhì)合金刀具國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 硬質(zhì)合金刀具參數(shù)化建模及其結(jié)構(gòu)設計
    2.1 四刃平頭銑刀幾何模型分析
        2.1.1 四刃平頭銑刀幾何參數(shù)分析
        2.1.2 四刃平頭銑刀數(shù)學解析模型的建立
    2.2 刀具參數(shù)化建模方法研究
        2.2.1 刀具參數(shù)化建模方法分析
        2.2.2 刀具參數(shù)化建模架構(gòu)設計
    2.3 鈦合金加工用硬質(zhì)合金刀具結(jié)構(gòu)設計
        2.3.1 整體式硬質(zhì)合金刀具結(jié)構(gòu)設計
        2.3.2 可轉(zhuǎn)位刀具結(jié)構(gòu)設計
    2.4 本章小結(jié)
第3章 四刃平頭銑刀幾何參數(shù)及結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化研究
    3.1 引言
    3.2 四刃平頭銑刀切削仿真模型的建立
        3.2.1 材料本構(gòu)模型及材料參數(shù)
        3.2.2 摩擦模型
        3.2.3 切屑分離準則
        3.2.4 邊界條件設置及網(wǎng)格劃分
    3.3 四刃平頭銑刀切削Ti-6Al-4V的仿真研究
        3.3.1 仿真過程中刀具上的應力及溫度分布分析
        3.3.2 仿真過程中切削力及切屑形貌初步分析
    3.4 四刃平頭銑刀幾何參數(shù)優(yōu)選研究
        3.4.1 四刃平頭銑刀螺旋角優(yōu)選分析
        3.4.2 四刃平頭銑刀前角優(yōu)選分析
        3.4.3 四刃平頭銑刀后角優(yōu)選分析
        3.4.4 四刃平頭銑刀結(jié)構(gòu)改進研究
        3.4.5 四刃平頭銑刀幾何參數(shù)正交優(yōu)選研究
    3.5 刀具整體結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 平頭銑刀切削性能仿真與實驗驗證
    4.1 引言
    4.2 四刃平頭銑刀切削Ti-6Al-4V有限元仿真與實驗初步驗證
        4.2.1 加工設備及實驗檢測設備
        4.2.2 Ti-6Al-4V切削實驗與仿真所得切屑形貌對比分析
    4.3 平頭銑刀切削Ti-6Al-4V的切削性能仿真對比分析
        4.3.1 不同切削深度下刀具切削性能仿真分析
        4.3.2 不同主軸轉(zhuǎn)速下刀具切削性能仿真分析
        4.3.3 不同每齒進給量下刀具切削性能仿真分析
    4.4 Ti-6Al-4V槽銑削實驗及結(jié)果分析
        4.4.1 切削參數(shù)對四刃平頭銑刀切削Ti-6Al-4V的影響分析
        4.4.2 平頭銑刀及商用四刃平頭銑刀切削性能對比驗證實驗
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[8]不同冷卻條件下鈦合金材料的車削性能研究[J]. 李登萬,陳洪濤,黃隧,張昌義,楊倫.  工具技術. 2010(03)
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博士論文
[1]KDP晶體修復用球頭微銑刀及其對表面質(zhì)量影響的研究[D]. 陳妮.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]整體式立銑刀參數(shù)化設計與周齒刃磨成形過程建模[D]. 李國超.山東大學 2015
[3]基于鈦合金高速銑削刀具失效演變的硬質(zhì)合金涂層刀具設計與制造[D]. 李安海.山東大學 2013
[4]鈦合金Ti6Al4V高效切削刀具摩擦磨損特性及刀具壽命研究[D]. 王曉琴.山東大學 2009

碩士論文
[1]KDP晶體修復用PCD微球刀的設計與加工工藝研究[D]. 陳妮.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[2]微銑削加工毛刺的形成過程仿真與實驗研究[D]. 倪海波.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[3]整體硬質(zhì)合金立銑刀參數(shù)化設計及優(yōu)化[D]. 裴志強.山東大學 2012



本文編號：3176007