基于振動特性鈦合金腹板加工刀具設(shè)計與性能評價.pdf

1、鈦合金以其優(yōu)異的綜合物理力學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。為降低飛機自重，提高結(jié)構(gòu)強度，滿足飛機機動性、負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。基于銑削振動系統(tǒng)方程探究腹板切

2、削振動機理，研究認為設(shè)計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理進行深入研究，基于正交試驗，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，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，借助掃描電鏡和能譜分析，獲得鈦合金整體刀具磨損形式，揭示了其磨損機理;對已有考慮刀具磨損的切削力模型進行了修正，分析了刀具磨損狀態(tài)與切削力關(guān)系的內(nèi)在機制;運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)律進行了深入研究，揭示了刀具磨損與切削振動強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)計法，以較小Z向切削力為優(yōu)化目標，對底刃前角、后角和鈍圓半徑進行參數(shù)優(yōu)化