鈦合金-CFRP疊層構(gòu)件大直徑螺旋銑孔刀具與工藝研究.pdf

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文鈦合金鈦合金CFRP疊層構(gòu)件大直徑螺旋銑孔刀疊層構(gòu)件大直徑螺旋銑孔刀具與工藝研究具與工藝研究ThedevelopmentoflargediameterhelicalmillingcuttingtoolprocessoptimizationftitaniumalloyCFRP學(xué)科專業(yè)：機(jī)械工程研究生：張笑宇指導(dǎo)教師：秦旭達(dá)教授天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2016年12月I中文中文摘要摘要在飛機(jī)裝配中，鈦合金碳纖維復(fù)合材料疊層構(gòu)

2、件大直徑孔（19mm以上）雖然數(shù)量少，但鈦合金和碳纖維復(fù)合材料均屬于難加工材料且直徑大，加工十分困難。加工大直徑孔通常采用鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔三個(gè)工序，工序繁多，加工效率低。本文針對(duì)鈦合金和鈦合金碳纖維復(fù)合材料疊層構(gòu)件，設(shè)計(jì)了大直徑螺旋銑孔專用刀具，并分別在五軸加工裝備和Trimule混聯(lián)加工裝備進(jìn)行切削實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化了工藝參數(shù)，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：大直徑螺旋銑孔專用刀具的設(shè)計(jì)和研制。基于螺旋銑孔加工工藝原理，運(yùn)用Abaqus仿真軟件，進(jìn)

3、行螺旋銑孔有限元三維仿真，建立了三維模型，并通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了刀具的幾何角度，最終完成了刀具的研制。優(yōu)化了鈦合金和鈦合金CFRP疊層構(gòu)件的工藝參數(shù)。采用正交實(shí)驗(yàn)和極差值分析方法，在鈦合金以及鈦合金CFRP疊層構(gòu)件上進(jìn)行了19.05mm直徑孔的螺旋銑削實(shí)驗(yàn)，分析了不同切削參數(shù)對(duì)軸向切削力值、孔徑、粗糙度等的影響規(guī)律，并以此為指標(biāo)優(yōu)化出最佳工藝參數(shù)在此基礎(chǔ)上，研究了最佳參數(shù)下切削力、加工質(zhì)量和刀具磨損隨加工孔數(shù)的變化規(guī)律。通過有限元分析得出了T

4、rimule混聯(lián)加工裝備的螺旋銑孔加工工藝最優(yōu)加工范圍?；赥rimule混聯(lián)裝備的加工特點(diǎn)和螺旋銑孔力學(xué)特點(diǎn)，運(yùn)用Samcef仿真軟件在Trimule混聯(lián)加工裝備在其可行域內(nèi)進(jìn)行大直徑螺旋銑孔靜剛度仿真，得到了適合于大直徑螺旋銑孔加工工藝的最優(yōu)靜剛度范圍，并進(jìn)行螺旋銑孔實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，效果良好。大直徑螺旋銑孔專用刀具的研制以及工藝優(yōu)化，對(duì)飛機(jī)裝配中大幅度提高制孔質(zhì)量和效率有重要的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：螺旋銑孔，大直徑刀具，鈦合金CFRP，剛度分