基于鈦合金切削的硬質(zhì)合金球頭銑刀磨損研究.pdf

1、鈦合金由于其自身良好的性能特點而被廣泛的應用于軍用飛機機身、航空發(fā)動機、液壓系統(tǒng)的關鍵結(jié)構(gòu)零部件上，并且這些關鍵零部件大都包含較復雜的曲面。然而鈦合金由于其導熱系數(shù)小、彈性模量低和高溫化學活性高等特點，在切削加工時，存在刀具磨損嚴重，加工效率較低等難題。球頭銑刀作為典型的高性能自由曲面加工刀具，理解其加工鈦合金的刀具磨損機理就顯得至關重要。本論文依托于國家自然科學基金（項目編號：51375126）“刀具介觀幾何特征抗磨損機理及其對鈦合金

2、高速銑削表面完整性影響規(guī)律研究”，以鈦合金為切削對象，對比分析了球頭銑刀切削斜面及空間凹凸曲面時，切削力及刀具磨損的演變情況等問題，并最終建立了球頭銑刀的刀具磨損預測模型。
　　首先，定義了球頭銑刀銑削加工過程中的刀具姿態(tài)及與工件間的加工傾角，建立了球頭銑刀銑削斜面和空間凹凸曲面的幾何模型，獲得了球頭銑刀的最大有效切削半徑，并對切削層參數(shù)進行了建模，為切削實驗中工件規(guī)格和尺寸大小提供了理論依據(jù)。建立了球頭銑刀銑削斜面及凹凸曲面的切

3、削力實驗平臺，探討了切削用量、曲面曲率及刀具磨損對切削力的影響。
　　其次，通過有限元仿真軟件Deform-3D建立了球頭銑刀銑削斜面三維數(shù)值模擬仿真模型，實現(xiàn)了切削力、切削溫度和刀具磨損的動態(tài)仿真，并且對比分析了不同切削參數(shù)及切削方式對切削力和刀具磨損的影響。通過刀具磨損的動態(tài)仿真，分析了刀具磨損的初始位置及變化擴散規(guī)律，并最終與實驗進行了對比。
　　最后，建立了球頭銑刀銑削斜面及凹凸曲面磨損實驗平臺，分析了球頭銑刀在銑削