鈦合金整體葉盤盤銑加工刀具設計優(yōu)化及評價分析.pdf

1、航空發(fā)動機作為航空事業(yè)發(fā)展的關鍵結(jié)構(gòu)，其性能的優(yōu)劣體現(xiàn)了一個國家制造業(yè)的整體水平。作為航空發(fā)動機重要核心零部件，對整體葉盤的加工效率，質(zhì)量提出更高的要求。整體葉盤材料多為鈦合金和高溫合金等難加工材料，葉盤流道結(jié)構(gòu)較為復雜，開敞性差，如何能高效、高質(zhì)量的對整體葉盤進行制造是亟需解決的問題。本文采用盤/插/側(cè)復合銑削方式，基于整體葉盤流道開槽粗加工的特點，對盤銑刀進行設計優(yōu)化及評價分析，可以有效解決上述問題。
　　本文首先基于鈦合金整

2、體葉盤的幾何特征及葉盤粗加工時流道結(jié)構(gòu)特征進行分析，構(gòu)建整體葉盤偏置曲面模型，實現(xiàn)盤銑可加工區(qū)域的工藝規(guī)劃;同時結(jié)合盤銑切削運動圓環(huán)軌跡進一步研究刀具切削加工位置，有效避免刀具與工件發(fā)生干涉，為刀具結(jié)構(gòu)設計奠定基礎。其次，基于可轉(zhuǎn)位刀具結(jié)構(gòu)及鈦合金材料的加工特性，確定盤銑刀體與刀片材料，刀片的定位安裝方式;建立刀片相對刀體位置矢量模型，實現(xiàn)刀槽結(jié)構(gòu)的量化分析;并對刀具主要結(jié)構(gòu)進行數(shù)學模型的推導，完成三維模型設計，為刀具的仿真優(yōu)化提供參考

3、。進而，基于有限元仿真技術(shù)從刀具的齒數(shù)、角度、磨損等方面對刀具進行仿真優(yōu)化，確定刀具結(jié)構(gòu);并對設計完成的刀具進行結(jié)構(gòu)強度及模態(tài)分析，進一步驗證刀具設計的合理性;通過仿真技術(shù)細化刀具磨損區(qū)域，為下文磨損分析提供依據(jù)。再次，對所設計盤銑刀進行制備工藝的規(guī)劃，并對刀體、刀槽、容屑槽等刀具主要結(jié)構(gòu)進行加工編程;應用所設計的刀具進行鈦合金切削實驗，通過方差分析、擬合度檢驗、響應曲面法等方法對刀具切削參數(shù)進行優(yōu)選，并建立盤銑刀的銑削力及磨損壽命模型