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某型钛合金航空零件的切削加工研究

作　者: 束学勇
导　师: 钱志良
学　校: 苏州大学
专　业: 机械工程
关键词: Ti17 加工工艺切削效率表面粗糙度刀具磨损
分类号: V261.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

介绍了钛合金的性能特点。分析了钛合金切削加工困难的主要原因,对国内外切削加工钛合金的现状作了介绍,由此明确了目前国内和国外切削加工钛合金水平的差距。钛合金是一种综合性能优异的新型材料,在航空制造业中得到广泛应用。同时钛合金属于难加工材料之一,它的材料特性制约了切削加工的效率及加工质量,加工过程中刀具磨损快、加工变形大,并且比较难以获得较高的表面质量。我国现正在推进大飞机项目,相关的钛合金零件的切削加工在航空制造企业中会越来越多,所以该课题具有明显的应用价值。本方针对一个复杂的航空钛合金(Ti17)零件,进行了以下几个方面的研究与分析:1)根据相关的零件图纸和技术规范,制订了相应的加工工艺;2)进行切削路径优选实验,选择合适的刀具,提高切削效率;3)进行工件的切削实验,分析刀具几何角度与表面粗糙度的关系。总结了最适合钛合金轮廓加工的螺旋角;4)分析了刀具磨损的机理,总结了实际生产中刀具磨损的改进方法;本课题主要从复杂钛合金零件切削加工的工艺编制出发,结合国外相关零件的先进加工工艺,涉及工艺编制,最新型刀具的应用,不同铣削策略及刀具加工轨迹的优化,实现了一种典型钛合金零件的高效生产加工,获得了比较好的经济效益。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-15
  1.1 课题概述  9-10
  1.2 钛合金的性能以及应用  10-12
    1.2.1 钛合金的性能  10-11
    1.2.2 钛合金的应用  11-12
  1.3 钛合金高速切削加工的研究现状  12-14
    1.3.1 钛合金高速铣削加工的国外发展现状  13-14
    1.3.2 钛合金高速铣削加工的国内发展现状  14
  1.4 本课题研究的主要内容  14-15
第2章钛合金零件的加工工艺优化  15-31
  2.1 本课题的研究对象  15-16
  2.2 铣削加工方式的分类  16
  2.3 零件底部槽的加工工艺优化  16-23
    2.3.1 零件结构分析  16-17
    2.3.2 原加工工艺分析  17-18
    2.3.3 加工工艺优化  18-21
    2.3.4 底部槽加工工艺优化  21-22
    2.3.5 小结  22-23
  2.4 侧部槽的改进  23-27
    2.4.1 零件结构分析  23
    2.4.2 原加工方法分析  23-24
    2.4.3 改进分析  24-25
    2.4.4 侧部槽加工方式改进  25-27
    2.4.5 小结  27
  2.5 侧部深槽加工改进  27-30
    2.5.1 工件结构分析  27
    2.5.2 原加工方法分析  27-28
    2.5.3 改进分析  28-29
    2.5.4 侧部深槽改进  29
    2.5.5 小结  29-30
  2.6 本章小结  30-31
第3章零件表面粗糙度的铣削实验研究  31-39
  3.1 刀具螺旋角对粗糙度的影响  31-32
    3.1.1 影响已加工表面粗糙度的因素  31-32
    3.1.2 表面粗糙度的研究方法  32
  3.2 试验系统和试验设计  32-35
    3.2.1 试验系统  32-34
    3.2.2 试验设计  34-35
  3.3 实验结果分析  35-39
    3.3.1 刀具的选择  35
    3.3.2 实验环境  35-36
    3.3.3 实验数据  36-37
    3.3.4 小结  37-39
第4章钛合金零件铣削刀具磨损的研究  39-46
  4.1 刀具磨损机理的研究  39
  4.2 刀具磨损分类  39-40
    4.2.1 前刀面磨损  39
    4.2.2 后刀面磨损  39
    4.2.3 副后刀面磨损  39-40
  4.3 加工中异常磨损的处理方法  40-45
    4.3.1 前刀面磨损  40-41
    4.3.2 后刀面磨损  41-42
    4.3.3 积屑瘤  42-43
    4.3.4 沟槽磨损  43
    4.3.5 异常的刀具破损  43-45
  4.4 本章小结  45-46
第5章总结与展望  46-47
  5.1 总结  46
  5.2 未来展望  46-47
参考文献  47-49
作者在攻读硕士期间发表的论文  49-50
致谢  50-51

某型钛合金航空零件的切削加工研究

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