銑削加工切除體及其在航空發(fā)動機零件典型特征加工中的應用研究.pdf

1、隨著科技的飛速發(fā)展，越來越多的先進制造技術開始涌現(xiàn)。但傳統(tǒng)的機械加工技術在制造業(yè)中依然占據(jù)重要地位。其中，銑削加工工藝在零件制造中發(fā)揮著重要作用。多軸數(shù)控加工具有諸多優(yōu)點，可以加工多種復雜的零部件，因此在高端制造領域的應用越來越普遍。本文對銑削加工過程中的瞬態(tài)切除體進行建模，重點對五軸銑削進行研究，分析刀具-工件切削接觸區(qū)域。建立數(shù)控程序優(yōu)化模型，并對航空發(fā)動機零件典型特征進行數(shù)控編程與加工。
　　首先，基于刀具與工件的相對運動，

2、建立切除體模型，描述平底立銑刀和球頭銑刀切削過程中的切除體形成和獲取步驟，建立切除體的三維幾何模型，并從幾何角度分析切除體幾何形態(tài)的影響因素。根據(jù)其影響因素，在UG中進行切除體的參數(shù)化建模。參數(shù)化建模便于模型的修改，可以快速得到不同參數(shù)下的模型，方便后續(xù)的研究應用。
　　其次，對球頭銑刀五軸加工的切除體進行分析。利用實驗方法研究了球頭銑刀加工過程中，刀具前傾角和側傾角對工件加工表面粗糙度的影響。利用球頭銑刀切除體對五軸加工中的刀具

3、-工件切削接觸區(qū)域及切削截面面積進行研究。分析了前傾角和側傾角變化時，刀具-工件切削接觸區(qū)域相對于刀尖的位置變化和切削截面面積隨著刀具旋轉角度的變化規(guī)律。建立了球頭銑刀切除體的邊界曲面和曲線方程，有利于從解析角度研究刀具-工件切削接觸區(qū)域。
　　然后，建立銑削加工數(shù)控程序優(yōu)化模型，對CAM軟件生成的NC程序進行優(yōu)化。對于需要自定義的材料，首先利用三維有限元切削仿真或者切削試驗，獲得不同切削參數(shù)下的切削力和切削溫度等參數(shù)，得到材料的

4、切削數(shù)據(jù)并進行材料的定義。在進行NC程序優(yōu)化時，根據(jù)設定的切削力或者切削溫度的范圍，優(yōu)化進給量和切削速度等參數(shù)，使負載平衡，降低振動。
　　最后，基于hyperMILL數(shù)控編程軟件，對航空發(fā)動機中的復雜零件特征進行數(shù)控編程，選取半開式整體葉輪和整體葉盤基準件為研究對象。編程時，綜合考慮加工的效率和加工質量等因素。在DMU-70V五軸加工中心上對鈦合金TC4半開式整體葉輪和整體葉盤基準件進行加工。
　　以上工作結合建立的模型、