基于加工仿真的鈦合金Ti6Al4V螺旋銑孔專用刀具優(yōu)化設計.pdf

1、隨著飛機飛行性能要求的不斷提高，航空制造領域一直致力于新型材料的應用，通過降低機體質(zhì)量以及提高結(jié)構強度來提高飛機的綜合性能，鈦合金等新型材料由于具備密度小、比強度高、耐腐蝕及耐熱性能好等種種優(yōu)越的性能被廣泛地應用在飛機結(jié)構部件。然而，因為鈦合金存在導熱性能差、彈性模量小以及化學活性高等問題，使得切削時散熱效果不充分，容易造成切削溫度過高，表面產(chǎn)生冷硬現(xiàn)象，而且已加工表面回彈嚴重，造成刀具磨損加劇，是一種典型的難加工材料。而在飛機裝配現(xiàn)場

2、工況下，傳統(tǒng)的鉆孔加工方式已經(jīng)難以滿足難加工材料的加工要求，針對鉆孔工藝存在的種種不足，螺旋銑孔工藝應運而生。螺旋銑孔采用偏心加工的方式，大大改善了散熱條件，能顯著減小切削力，有利于提高加工質(zhì)量和刀具壽命，是當前國內(nèi)外相關領域研究的熱點。本文通過切屑分析并利用有限元模型，對適用于螺旋銑孔加工方式的專用刀具優(yōu)化設計展開了研究。
　　首先，通過研究刀具在螺旋銑孔加工時的運動特征建立了刀具的運動方程并建立了各控制參數(shù)與切削用量之間的關系

3、，利用三維建模軟件建立了未變形切屑的實體模型，并結(jié)合文獻、試驗對比了不同刀具進行螺旋銑孔加工時切屑的特征，分析了采用傳統(tǒng)形式銑刀進行螺旋銑孔加工的弊端并提出專用刀具的優(yōu)化設計思路。
　　根據(jù)螺旋銑孔加工過程的特殊性，進行了鈦合金Ti6Al4V螺旋銑孔三維切削過程的有限元建模，并利用兩組參數(shù)試驗驗證了有限元模型的準確性。利用該有限元模型進行了以軸向切削力為評判指標，刀具V型刃夾角、V型刃傾斜角、刀具前角為因素的正交試驗，采用極差分析