鈦合金整體葉盤盤銑加工刀具設(shè)計與分析研究

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1、國內(nèi)圖書分類號：TG501工程碩士學(xué)位論文鈦合金整體葉盤盤銑加工刀具設(shè)計與分析研究碩士研究生：張悅導(dǎo)師：程耀楠申請學(xué)位級別：工程碩士學(xué)科、專業(yè)：機械工程所在單位：機械動力工程學(xué)院答辯日期：2015年3月授予學(xué)位單位：哈爾濱理工大學(xué)ClassifiedIndex：TG501DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDiscMillingToolDesignandAnalysisforTitaniumBliskCandidate：ZhuangYueSupervisor：ChengYaonan

2、AcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringMechanicalManufactureandSpecialty：AutomationDateofOralExamination：March,2014HarbinUniversityofScienceandUniversity：Technology鈦合金整體葉盤盤銑加工刀具設(shè)計及分析研究摘要鈦合金整體葉盤是航空發(fā)動機中壓氣機的重要零件，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜和材料難加工兩個特點一直是技術(shù)難點，隨著整體葉盤結(jié)構(gòu)的不斷更新，對其加工工藝的要求越來越高。而在整

3、個加工過程中，刀具性能的好壞對整體葉盤的質(zhì)量、加工效率起至關(guān)重要的作用。本文針對現(xiàn)新提出的盤/插/側(cè)復(fù)合銑削加工工藝中盤銑工藝的特點設(shè)計和分析盤銑刀，主要進行如下研究：首先，分析整體葉盤盤銑加工特點并設(shè)計盤銑切削力試驗。分析鈦合金整體葉盤的結(jié)構(gòu)和通道幾何特征，對加工區(qū)域進行劃分，通過計算求取葉盤通道盤銑可加工區(qū)域。分析盤銑加工工藝的特點，分析盤銑加工過程中切削力對加工過程的影響；通過盤銑鈦合金試驗，分析盤銑過程中不同切削參數(shù)下切削力的變化規(guī)律，并根據(jù)試驗結(jié)果為后續(xù)刀具設(shè)計提供參考數(shù)據(jù)。其次，設(shè)計刀具的整體結(jié)構(gòu)并完成建模。根據(jù)工件材

4、料特性，結(jié)合盤銑加工的特點，確定盤銑刀刀具結(jié)構(gòu)、刀體與刀片的材料。對比分析刀片夾緊方式，并選用合適刀片；分析整體葉盤幾何，確定盤銑刀的基本尺寸，設(shè)計容屑槽、刀槽結(jié)構(gòu)尺寸，并利用UG軟件對所設(shè)計的刀具進行建模。再次，通過仿真分析優(yōu)化刀具結(jié)構(gòu)。為保證刀具加工鈦合金時能更好發(fā)揮性能，通過DEFORM軟件對刀具幾何參數(shù)（軸向、徑向前角）進行切削仿真分析，基于切削力優(yōu)化刀具幾何參數(shù)；利用仿真軟件對不同角度的盤銑刀的應(yīng)力和應(yīng)變進行計算，以驗證刀具的強度；對優(yōu)化后的盤銑刀結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，驗證機床-刀具-工件匹配的安全性。最后，為保證所設(shè)計的刀

5、具的加工質(zhì)量，分析刀具的加工特點及難點，規(guī)劃盤銑刀加工工藝，對刀具刀槽和容屑槽等結(jié)構(gòu)進行數(shù)控編程，完成所設(shè)計盤銑刀的加工制造。關(guān)鍵詞盤銑刀；整體葉盤；鈦合金；切削仿真；刀具制備‐I?‐?DiscMillingToolDesignandAnalysisforTitaniumBliskAbstractTitaniumbliskisanimportantpartofaeronauticalenginecompressor,anditsstructureiscomplexandmaterialsdifficulttoprocesstwof

6、eatureshavebeentechnicaldifficulties,withbliskstructurebeconstantlyupdated,requiringmoreandmorehightechnologyofitsprocessing.Inthewholeprocess,thetoolperformanceisgoodorbadfortheoverallqualityoftheblisk,processingefficiencyplaysacrucialrole.Inthispaper,againstthecurre

7、ntnewlyproposeddisc/plunge/flankcomplexmillingprocessdesignandanalysisofdisccutterbasedondiscmillingcharacteristics,thefollowingprimarilystudiesaredone:Firstly,thebliskofdiscmillingcharacteristicsanddiscmillingcuttingforceexperimentisdesign.Thestructureandcharacterist

8、icsofthechannelgeometrytitaniumblisk,themachiningareatobedivided,bycalculatingtheareatostrikealeafdiscchannelcanbeprocessed;