本文關(guān)鍵詞：基于鈦合金切削的硬質(zhì)合金球頭銑刀磨損研究

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【摘要】：鈦合金由于其自身良好的性能特點而被廣泛的應用于軍用飛機機身、航空發(fā)動機、液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)零部件上，并且這些關(guān)鍵零部件大都包含較復雜的曲面。然而鈦合金由于其導熱系數(shù)小、彈性模量低和高溫化學活性高等特點，在切削加工時，存在刀具磨損嚴重，加工效率較低等難題。球頭銑刀作為典型的高性能自由曲面加工刀具，理解其加工鈦合金的刀具磨損機理就顯得至關(guān)重要。本論文依托于國家自然科學基金（項目編號：51375126）“刀具介觀幾何特征抗磨損機理及其對鈦合金高速銑削表面完整性影響規(guī)律研究”，以鈦合金為切削對象，對比分析了球頭銑刀切削斜面及空間凹凸曲面時，切削力及刀具磨損的演變情況等問題，并最終建立了球頭銑刀的刀具磨損預測模型。 首先，，定義了球頭銑刀銑削加工過程中的刀具姿態(tài)及與工件間的加工傾角，建立了球頭銑刀銑削斜面和空間凹凸曲面的幾何模型，獲得了球頭銑刀的最大有效切削半徑，并對切削層參數(shù)進行了建模，為切削實驗中工件規(guī)格和尺寸大小提供了理論依據(jù)。建立了球頭銑刀銑削斜面及凹凸曲面的切削力實驗平臺，探討了切削用量、曲面曲率及刀具磨損對切削力的影響。 其次，通過有限元仿真軟件Deform-3D建立了球頭銑刀銑削斜面三維數(shù)值模擬仿真模型，實現(xiàn)了切削力、切削溫度和刀具磨損的動態(tài)仿真，并且對比分析了不同切削參數(shù)及切削方式對切削力和刀具磨損的影響。通過刀具磨損的動態(tài)仿真，分析了刀具磨損的初始位置及變化擴散規(guī)律，并最終與實驗進行了對比。 最后，建立了球頭銑刀銑削斜面及凹凸曲面磨損實驗平臺，分析了球頭銑刀在銑削過程中的刀具表面形貌及失效演變過程，對比了不同切削參數(shù)及曲面曲率變化對刀具磨損的影響規(guī)律。此外，分析了在定傾角及變傾角的兩種切削條件下對刀具磨損的影響，并基于正交實驗及最小二乘法原理建立了球頭銑刀刀具磨損預測模型。
【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】：TG54

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本文編號：1256742