钛合金高速铣削加工工艺研究

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1、工程硕士学位论文钛合金高速铣削加工工艺研究STUDYOFHIGH-SPEEDMILLINGTITANIUMALLOY张大勇哈尔滨工业大学2009年6月国内图书分类号：TP242.3学校代码：10213国际图书分类号：681.5密级：公开工程硕士学位论文钛合金高速铣削加工工艺研究硕士研究生：张大勇导师：张广玉教授申请学位：工程硕士学科：机械电子工程所在单位：东北电子技术研究所答辩日期：2009年3月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TP242.3U.D.C.:681.5DissertationfortheMasteralDegreeinEngineeringSTUD

2、YOFHIGH-SPEEDMILLINGTITANIUMALLOYCandidate：ZhangDayongSupervisor：Prof.ZhangGuangyuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MecharonicsEngineeringDateofOralExamination：March,2009Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要高速切削作为一种新的加工技术，给传统的金属切削理论及切削加工技术带来

3、了革命性的变化，使产品质量明显提高，成本大幅度降低，增强了企业参与国际市场竞争的优势，因而具有显著的经济效益和广阔的发展前景。随着高速机床、高速刀具在航空、航天、汽车、模具等行业的广泛应用，高速切削加工技术的研究己成为衡量一个国家先进制造技术水平的重要标志之一。钛合金具有比强度高、耐热性和耐蚀性好等优良性能，在各工业领域，特别是航空航天领域得到越来越广泛的应用。同时，钛合金的热导率低、弹性模量小、化学活性高，易导致刀具的严重磨损，是一种典型的难加工材料。由于航空工业对钛合金产品的要求越来越高，钛合金的高速切削已经受到人们的重视。本文重点研究了高速铣削钛合金时的切削力、刀具磨损和加工表面粗糙

4、度等问题。本文分析了高速铣削钛合金时影响表面粗糙度的主要因素；通过高速铣削钛合金表面粗糙度的实验研究获得了进给量、切削速度以及进给方向对高速铣削钛合金表面粗糙度的影响规律，对高速铣削参数以及刀具切削路径的优选具有一定的指导意义。对高速铣削时钛合金材料的变形规律以及采用球头铣刀加工曲面时的切削力进行了研究;采用微元法建立了基于曲面加工的球头铣刀切削力模型;通过理论分析和实验研究建立了加工曲面曲率和切削力的关系，为高速切削刀具路径优选奠定了基础。球头立铣刀铣削曲面时，刀具轴线与工件曲面法线之间的夹角对工件表面质量及刀具寿命有着重要影响。本文对球头铣刀刀具轴线和工件加工表面之间的倾角进行了理论研

5、究，提出了调整刀具和工件之间的加工倾角有效改善切削条件的策略；建立了加工曲面时刀具倾角的数学模型以及加工曲面曲率和刀具倾角之间确定的函数关系;并通过实验研究了高速铣削钛合金时刀具倾角对表面粗糙度和切削力的影响规律，为编制多轴数控加工程序时合理设置刀具倾斜角度提供依据。关键词钛合金；高速铣削；表面粗糙度；切削力；加工倾角-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractHigh-speedcuttingtechnology,asanewmachiningtechnology,isbringingasortofrevolutionarychangestothetraditionaltheor

6、yofmetalcuttingandthemachiningtechnology,thistechnologycanimprovetheproductqualityandreducetheproductcostverymuch,anditalsocanpromotetheenterprisescompetingdominanceintheworldmarket,therefore,ithasdistincteconomybenefitandwidelydevelopingfuture.Withthewidelyapplyingofhigh-speedmachinetoolsandhigh-

7、speedcuttingtoolsintheaerospace,automobileandmouldindustries,high-speedcuttingtechnologywillbeoneoftheimportantsymbolsofmeasuringthelevelofadvancedmachiningtechnologyofacountry.Titaniumalloysfindmoreandmoreapplic