銑削加工切除體及其在航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件典型特征加工中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著科技的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的先進(jìn)制造技術(shù)開始涌現(xiàn)。但傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)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(diǎn)，可以加工多種復(fù)雜的零部件，因此在高端制造領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越普遍。本文對(duì)銑削加工過(guò)程中的瞬態(tài)切除體進(jìn)行建模，重點(diǎn)對(duì)五軸銑削進(jìn)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(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件典型特征進(jìn)行數(shù)控編程與加工。
　　首先，基于刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，

2、建立切除體模型，描述平底立銑刀和球頭銑刀切削過(guò)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(jìn)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(yīng)用。
　　其次，對(duì)球頭銑刀五軸加工的切除體進(jìn)行分析。利用實(shí)驗(yàn)方法研究了球頭銑刀加工過(guò)程中，刀具前傾角和側(cè)傾角對(duì)工件加工表面粗糙度的影響。利用球頭銑刀切除體對(duì)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(jìn)行研究。分析了前傾角和側(cè)傾角變化時(shí)，刀具-工件切削接觸區(qū)域相對(duì)于刀尖的位置變化和切削截面面積隨著刀具旋轉(zhuǎn)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(duì)CAM軟件生成的NC程序進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)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(yàn)，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(jìn)行材料的定義。在進(jìn)行NC程序優(yōu)化時(shí)，根據(jù)設(shè)定的切削力或者切削溫度的范圍，優(yōu)化進(jìn)給量和切削速度等參數(shù)，使負(fù)載平衡，降低振動(dòng)。
　　最后，基于hyperMILL數(shù)控編程軟件，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的復(fù)雜零件特征進(jìn)行數(shù)控編程，選取半開式整體葉輪和整體葉盤基準(zhǔn)件為研究對(duì)象。編程時(shí)，綜合考慮加工的效率和加工質(zhì)量等因素。在DMU-70V五軸加工中心上對(duì)鈦合金TC4半開式整體葉輪和整體葉盤基準(zhǔn)件進(jìn)行加工。
　　以上工作結(jié)合建立的模型、