基于振動特性鈦合金腹板加工刀具設(shè)計(jì)與性能評價.pdf

1、鈦合金以其優(yōu)異的綜合物理力學(xué)性能備受航空航天領(lǐng)域青睞，然而，鈦合金屬于典型難加工材料其難加工性問題一直是加工領(lǐng)域研究重點(diǎn)。為降低飛機(jī)自重，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，滿足飛機(jī)機(jī)動性、負(fù)載能力及服役壽命不斷提出的新要求，薄壁腹板結(jié)構(gòu)在航空整體結(jié)構(gòu)件中廣泛應(yīng)用。鈦合金薄壁腹板切削力大，剛性差，極易產(chǎn)生切削振動，不僅直接降低加工精度與質(zhì)量，而且大大降低刀具耐用度，增加加工成本，降低生產(chǎn)效率，急需有效抑制腹板切削振動的解決策略?；阢娤髡駝酉到y(tǒng)方程探究腹板切

2、削振動機(jī)理，研究認(rèn)為設(shè)計(jì)鈦合金腹板切削專用刀具是目前最具可行性的研究手段。
　　首先對鈦合金切削機(jī)理進(jìn)行深入研究，基于正交試驗(yàn)，從切削力、切削振動兩個方面研究工藝參數(shù)對鈦合金切削性能的影響規(guī)律，通過極差分析、方差分析得出工藝參數(shù)對鈦合金切削性能的影響趨勢、影響顯著性以及貢獻(xiàn)率大小，揭示了工藝參數(shù)對鈦合金切削性能影響規(guī)律;通過不同刀具結(jié)構(gòu)的對比試驗(yàn)，獲得了周刃前、后角及螺旋角對鈦合金切削性能的影響。
　　通過鈦合金整體刀具壽命

3、試驗(yàn)，借助掃描電鏡和能譜分析，獲得鈦合金整體刀具磨損形式，揭示了其磨損機(jī)理;對已有考慮刀具磨損的切削力模型進(jìn)行了修正，分析了刀具磨損狀態(tài)與切削力關(guān)系的內(nèi)在機(jī)制;運(yùn)用二自由度銑削振動系統(tǒng)模型及頻譜分析，對工藝系統(tǒng)振動信號在時域和頻域內(nèi)隨刀具磨損的變化規(guī)律進(jìn)行了深入研究，揭示了刀具磨損與切削振動強(qiáng)度及振動信號頻譜的內(nèi)在關(guān)系規(guī)律。
　　采用有限元仿真分析，基于正交設(shè)計(jì)法，以較小Z向切削力為優(yōu)化目標(biāo)，對底刃前角、后角和鈍圓半徑進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化