本文關(guān)鍵詞：TC4鈦合金薄壁框架零件高速銑削加工研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：TC4鈦合金具有比強度高、耐熱性和耐蝕性好等優(yōu)良性能,被廣泛地用于航空航天領(lǐng)域。高速銑削加工薄壁框架類零件時,需要從整塊坯料中去除大量材料,工藝復雜,難度較高。為提高航空航天薄壁框架類零件的加工質(zhì)量和加工效率,對TC4鈦合金薄壁框架高速銑削加工技術(shù)進行研究具有十分重要的意義。 完成高速銑削TC4鈦合金切削力的正交試驗。方差分析結(jié)果表明,切削參數(shù)影響切削力的主次關(guān)系是每齒進給量、徑向切深、切削速度、軸向切深。在0.04mm/z-0.1mm/z范圍內(nèi),切削力隨每齒進給量的增大而增大,每齒進給量增大1倍,切削力增大50%以上；在0.4mm-1.6mm范圍內(nèi),切削力隨徑向切深的增大而增大,徑向切深增大1倍,切削力增大接近1倍；在2mm-8mm范圍內(nèi),切削力隨軸向切深的增大而增大,增幅較�。辉�60.2-120.5m/min范圍內(nèi),切削力隨切削速度的增大而減小。利用DEFORM-3D軟件的銑削模塊進行高速銑削加工的切削力仿真預測,將仿真結(jié)果與試驗結(jié)果對比,誤差在8%以內(nèi),證實了仿真方法的有效性。 完成高速銑削TC4鈦合金表面粗糙度的單因素試驗和正交試驗。對單因素試驗結(jié)果進行分析,在0.01mm/z-0.06mm/z范圍內(nèi),表面粗糙度隨著每齒進給量的增大而增大；切削速度在200.9-401.9m/min范圍內(nèi),表面粗糙度先減小后增大,且切削速度大于351.2m/min時,已加工的鈦合金表面出現(xiàn)熔滴粘結(jié)現(xiàn)象；在0.1mm-0.6mm范圍內(nèi),表面粗糙度隨軸向切深變化不明顯。利用正交試驗結(jié)果進行回歸擬合,建立了表面粗糙度的回歸預測模型,并通過試驗,驗證了預測模型的可靠性。 對高速銑削TC4鈦合金的切削參數(shù)和走刀路徑進行優(yōu)化,提出了利用ANSYS軟件預測薄壁框架受力變形的方法。對TC4鈦合金薄壁框架零件的高速銑削加工工藝進行分析,擬定了加工工藝路線,利用UG軟件對主要加工過程進行仿真。通過仿真試驗證明,采用優(yōu)化后切削參數(shù)進行加工,可以大大提高加工效率。
【關(guān)鍵詞】：TC4鈦合金 薄壁框架 高速銑削 切削力 表面粗糙度 加工仿真
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 選題背景和意義8-9
• 1.2 TC4鈦合金材料屬性及切削加工特性9-10
• 1.2.1 TC4鈦合金的材料屬性9
• 1.2.2 TC4鈦合金切削加工特性9-10
• 1.3 TC4鈦合金高速切削加工研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3.1 高速切削加工簡介10-11
• 1.3.2 高速銑削加工切削力研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.3 高速銑削加工表面粗糙度研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 薄壁零件切削加工研究現(xiàn)狀14-15
• 1.5 課題來源及主要研究內(nèi)容15-16
• 2 TC4鈦合金高速銑削加工切削力研究16-29
• 2.1 高速銑削力正交試驗16-24
• 2.1.1 高速銑削正交試驗條件16-18
• 2.1.2 高速銑削正交試驗方案設計及結(jié)果18-19
• 2.1.3 正交試驗結(jié)果極差分析19-20
• 2.1.4 正交試驗結(jié)果方差分析20-24
• 2.2 TC4鈦合金高速銑削力的影響因素分析24-25
• 2.3 TC4鈦合金高速銑削力有限元仿真預測25-28
• 2.3.1 銑削力仿真有限元模型的建立26-27
• 2.3.2 銑削力仿真模型的準確性檢驗27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 3 TC4鈦合金高速銑削表面粗糙度研究29-41
• 3.1 表面粗糙度單因素試驗29-34
• 3.1.1 單因素試驗條件29-31
• 3.1.2 高速銑削單因素試驗設計31-32
• 3.1.3 主軸轉(zhuǎn)速對表面粗糙度的影響32-33
• 3.1.4 每齒進給量對表面粗糙度的影響33
• 3.1.5 軸向切深對表面粗糙度的影響33-34
• 3.2 表面粗糙度正交試驗34-37
• 3.2.1 高速銑削正交試驗設計及結(jié)果34-35
• 3.2.2 表面粗糙度正交試驗結(jié)果極差分析35-36
• 3.2.3 表面粗糙度正交試驗結(jié)果方差分析36-37
• 3.3 表面粗糙度回歸經(jīng)驗模型的建立37-39
• 3.3.1 表面粗糙度回歸經(jīng)驗模型理論37-38
• 3.3.2 建立TC4鈦合金高速銑削表面粗糙度預測模型38-39
• 3.3.3 表面粗糙度預測模型的準確性檢驗39
• 3.4 加工表面的表面形貌分析39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 4 TC4鈦合金高速銑削加工切削參數(shù)及走刀路徑優(yōu)化41-53
• 4.1 TC4鈦合金高速銑削加工切削參數(shù)的選擇41-42
• 4.1.1 切削速度的選擇41
• 4.1.2 徑向切深的選擇41
• 4.1.3 進給量的選擇41
• 4.1.4 其他參數(shù)的設置41-42
• 4.2 TC4鈦合金高速銑削加工切削參數(shù)的優(yōu)化42-46
• 4.2.1 粒子群算法簡介42-43
• 4.2.2 切削參數(shù)優(yōu)化模型的建立43-45
• 4.2.3 切削參數(shù)優(yōu)化實例分析45-46
• 4.3 薄壁框架高速銑削加工走刀方式的選擇46-48
• 4.3.1 銑削方式的選擇46-47
• 4.3.2 進退刀方式的選擇47
• 4.3.3 拐角過渡方式的選擇47-48
• 4.4 薄壁框架高速銑削加工走刀路徑的優(yōu)化48-52
• 4.4.1 薄壁框架銑削加工走刀路徑優(yōu)化原理49
• 4.4.2 薄壁框架銑削加工受力變形預測方法49-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 5 TC4鈦合金薄壁框架零件銑削加工工藝設計53-65
• 5.1 零件結(jié)構(gòu)及材料特性分析53-54
• 5.2 零件毛坯及加工刀具、夾具的選擇54-56
• 5.2.1 毛坯的選用54
• 5.2.2 工藝基準的選擇54
• 5.2.3 定位夾緊方式的選擇54-55
• 5.2.4 精加工裝火方案的設計55
• 5.2.5 高速銑削加工刀具的選擇55-56
• 5.3 擬定掃描器薄壁框架銑削加工工藝路線56
• 5.4 掃描器薄壁框架零件銑削加工過程仿真56-64
• 5.4.1 UG的NC模擬板塊56-57
• 5.4.2 型腔加工過程仿真流程57-62
• 5.4.3 仿真試驗與實際加工對比62-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 6 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 總結(jié)65-66
• 6.2 展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻68-73
• 附錄73

【參考文獻】

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本文編號：295152