鈦合金由于具有比強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高、生物相容性好等優(yōu)異性能,已經(jīng)成為航空航天、生物醫(yī)療等領(lǐng)域中的重要材料。然而由于鈦合金的變形系數(shù)小、導(dǎo)熱性差、化學(xué)活性高、彈性模量小等特性,使得其可加工性差,因此鈦合金加工用刀具的研究成為了一個(gè)重要課題。刀具基體材料、刀具涂層材料及其涂覆技術(shù)、刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等對(duì)刀具的性能都有重要影響。通過(guò)分析其研究現(xiàn)狀,本文將從刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面對(duì)硬質(zhì)合金刀具開(kāi)展研究及優(yōu)化工作。通過(guò)分析四刃平頭銑刀的幾何結(jié)構(gòu),建立了四刃平頭銑刀的數(shù)學(xué)解析模型,為刀具的參數(shù)化建模提供了基礎(chǔ)。為提高刀具的設(shè)計(jì)效率,采用UG二次開(kāi)發(fā)方法對(duì)刀具的參數(shù)化建模進(jìn)行了研究。在此基礎(chǔ)上,完成了多種類型的鈦合金加工用硬質(zhì)合金刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。使用有限元軟件建立了四刃平頭銑刀切削Ti-6Al-4V的三維仿真模型,通過(guò)分析切削過(guò)程中的切削力、切削溫度、刀具上的應(yīng)力分布及切屑形貌等,對(duì)刀具的幾何參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)選。并對(duì)刀具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)以提升其排屑性能。通過(guò)對(duì)刀具的幾何參數(shù)進(jìn)行正交優(yōu)選,發(fā)現(xiàn)四刃刀具在螺旋角、前角和后角分別為45°、10°、13°時(shí)切削性能較好,并對(duì)兩刃及六刃平頭銑刀的幾何參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)選... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 課題來(lái)源
        1.1.2 課題背景及研究意義
    1.2 加工鈦合金用硬質(zhì)合金刀具國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 硬質(zhì)合金刀具參數(shù)化建模及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 四刃平頭銑刀幾何模型分析
        2.1.1 四刃平頭銑刀幾何參數(shù)分析
        2.1.2 四刃平頭銑刀數(shù)學(xué)解析模型的建立
    2.2 刀具參數(shù)化建模方法研究
        2.2.1 刀具參數(shù)化建模方法分析
        2.2.2 刀具參數(shù)化建模架構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.3 鈦合金加工用硬質(zhì)合金刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.1 整體式硬質(zhì)合金刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.2 可轉(zhuǎn)位刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 四刃平頭銑刀幾何參數(shù)及結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化研究
    3.1 引言
    3.2 四刃平頭銑刀切削仿真模型的建立
        3.2.1 材料本構(gòu)模型及材料參數(shù)
        3.2.2 摩擦模型
        3.2.3 切屑分離準(zhǔn)則
        3.2.4 邊界條件設(shè)置及網(wǎng)格劃分
    3.3 四刃平頭銑刀切削Ti-6Al-4V的仿真研究
        3.3.1 仿真過(guò)程中刀具上的應(yīng)力及溫度分布分析
        3.3.2 仿真過(guò)程中切削力及切屑形貌初步分析
    3.4 四刃平頭銑刀幾何參數(shù)優(yōu)選研究
        3.4.1 四刃平頭銑刀螺旋角優(yōu)選分析
        3.4.2 四刃平頭銑刀前角優(yōu)選分析
        3.4.3 四刃平頭銑刀后角優(yōu)選分析
        3.4.4 四刃平頭銑刀結(jié)構(gòu)改進(jìn)研究
        3.4.5 四刃平頭銑刀幾何參數(shù)正交優(yōu)選研究
    3.5 刀具整體結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 平頭銑刀切削性能仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.1 引言
    4.2 四刃平頭銑刀切削Ti-6Al-4V有限元仿真與實(shí)驗(yàn)初步驗(yàn)證
        4.2.1 加工設(shè)備及實(shí)驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備
        4.2.2 Ti-6Al-4V切削實(shí)驗(yàn)與仿真所得切屑形貌對(duì)比分析
    4.3 平頭銑刀切削Ti-6Al-4V的切削性能仿真對(duì)比分析
        4.3.1 不同切削深度下刀具切削性能仿真分析
        4.3.2 不同主軸轉(zhuǎn)速下刀具切削性能仿真分析
        4.3.3 不同每齒進(jìn)給量下刀具切削性能仿真分析
    4.4 Ti-6Al-4V槽銑削實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
        4.4.1 切削參數(shù)對(duì)四刃平頭銑刀切削Ti-6Al-4V的影響分析
        4.4.2 平頭銑刀及商用四刃平頭銑刀切削性能對(duì)比驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]KDP晶體修復(fù)用球頭微銑刀及其對(duì)表面質(zhì)量影響的研究[D]. 陳妮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]整體式立銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)與周齒刃磨成形過(guò)程建模[D]. 李國(guó)超.山東大學(xué) 2015
[3]基于鈦合金高速銑削刀具失效演變的硬質(zhì)合金涂層刀具設(shè)計(jì)與制造[D]. 李安海.山東大學(xué) 2013
[4]鈦合金Ti6Al4V高效切削刀具摩擦磨損特性及刀具壽命研究[D]. 王曉琴.山東大學(xué) 2009

碩士論文
[1]KDP晶體修復(fù)用PCD微球刀的設(shè)計(jì)與加工工藝研究[D]. 陳妮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]微銑削加工毛刺的形成過(guò)程仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 倪海波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[3]整體硬質(zhì)合金立銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D]. 裴志強(qiáng).山東大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3176007