銑削鈦合金薄壁件刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、鈦合金是一種重要的結(jié)構(gòu)金屬,具有耐熱性、耐蝕性和比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域,但是由于切削鈦合金過(guò)程中刀具易磨損等原因使其成為一種典型的難加工材料。薄壁類(lèi)零件由若干側(cè)壁和腹板組成,由于鈦合金薄壁類(lèi)零件具有節(jié)約材料,結(jié)構(gòu)緊湊和重量輕的特點(diǎn),在航空工業(yè)領(lǐng)域廣泛使用鈦合金薄壁類(lèi)零件。但薄壁類(lèi)零件結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜,剛度低,外形協(xié)調(diào)要求高,加工中極易發(fā)生變形和振動(dòng)。在加工鈦合金薄壁件的過(guò)程中,振動(dòng),高溫和應(yīng)力導(dǎo)致刀具磨損較快。針對(duì)薄壁類(lèi)零件

2、的難加工性,本文以Ti-6Al-4V及Ti-6Al-4V薄壁類(lèi)零件為研究對(duì)象,借助于理論分析,有限元仿真和試驗(yàn)研究,對(duì)銑削Ti-6Al-4V的立銑刀進(jìn)行了合理選擇,為立銑刀的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供一定的支持。
　　對(duì)刀具的刀尖結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇,根據(jù)刀具圓弧過(guò)渡刃的半徑以及工藝參數(shù)對(duì)面銑過(guò)程的幾種類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi),根據(jù)分類(lèi)選取面銑加工中一種常見(jiàn)的形式,對(duì)面銑Ti-6Al-4V進(jìn)行切削力建模,最后通過(guò)銑削試驗(yàn),對(duì)銑削力模型的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證,分析了圓弧

3、過(guò)渡刃的變化對(duì)銑削力的影響規(guī)律。
　　建立銑削Ti-6Al-4V三維有限元仿真模型,并對(duì)仿真模型進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)不同圓弧過(guò)渡刃半徑的刀具面銑Ti-6Al-4V過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)物理仿真,通過(guò)切削力、切削溫度和米塞斯應(yīng)力的對(duì)比,分析不同圓弧過(guò)渡刃半徑刀具對(duì)銑削Ti-6Al-4V的影響規(guī)律,并選出適合銑削Ti-6Al-4V的刀具圓弧結(jié)構(gòu)。
　　根據(jù)Ti-6Al-4V的材料特性,采用單因素試驗(yàn)法從切削力,切削溫度、刀具應(yīng)力和切屑厚度等