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

1、隨著飛機(jī)飛行性能要求的不斷提高，航空制造領(lǐng)域一直致力于新型材料的應(yīng)用，通過(guò)降低機(jī)體質(zhì)量以及提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來(lái)提高飛機(jī)的綜合性能，鈦合金等新型材料由于具備密度小、比強(qiáng)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(yīng)用在飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件。然而，因?yàn)殁伜辖鸫嬖趯?dǎo)熱性能差、彈性模量小以及化學(xué)活性高等問(wèn)題，使得切削時(shí)散熱效果不充分，容易造成切削溫度過(guò)高，表面產(chǎn)生冷硬現(xiàn)象，而且已加工表面回彈嚴(yán)重，造成刀具磨損加劇，是一種典型的難加工材料。而在飛機(jī)裝配現(xiàn)場(chǎng)

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(duì)鉆孔工藝存在的種種不足，螺旋銑孔工藝應(yīng)運(yùn)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(dāng)前國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文通過(guò)切屑分析并利用有限元模型，對(duì)適用于螺旋銑孔加工方式的專用刀具優(yōu)化設(shè)計(jì)展開了研究。
　　首先，通過(guò)研究刀具在螺旋銑孔加工時(shí)的運(yùn)動(dòng)特征建立了刀具的運(yùn)動(dòng)方程并建立了各控制參數(shù)與切削用量之間的關(guān)系

3、，利用三維建模軟件建立了未變形切屑的實(shí)體模型，并結(jié)合文獻(xiàn)、試驗(yàn)對(duì)比了不同刀具進(jìn)行螺旋銑孔加工時(shí)切屑的特征，分析了采用傳統(tǒng)形式銑刀進(jìn)行螺旋銑孔加工的弊端并提出專用刀具的優(yōu)化設(shè)計(jì)思路。
　　根據(jù)螺旋銑孔加工過(guò)程的特殊性，進(jìn)行了鈦合金Ti6Al4V螺旋銑孔三維切削過(guò)程的有限元建模，并利用兩組參數(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證了有限元模型的準(zhǔn)確性。利用該有限元模型進(jìn)行了以軸向切削力為評(píng)判指標(biāo)，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(yàn)，采用極差分析