大型铝合金整体结构件高效加工技术研究

发布时间：2017-07-07 00:23

  本文关键词：大型铝合金整体结构件高效加工技术研究

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【摘要】：铝合金由于具有密度低,比强度高、切削性能好、价格低廉等优点,广泛应用于航空航天、电气电子、机械制造、动力能源等领域。同时,在飞机结构设计和制造中,为提高飞行机动性,增强负载和远航的能力,许多骨架零件尤其是主承力结构件大量采用整体化设计。因此,大型铝合金材料的整体结构件在飞机制造业中得到了普遍应用。但整体结构件金属去除率高、刚性差,易加工变形,加工质量和精度很难保证。为了解决这个问题,引入了高速切削技术,该技术将铝合金整体结构件的数控加工水平提升到了新的高度,取得了显著的效果,并对整体结构件数控加工技术的研究具有重要的意义和价值。本文对7050铝合金材料特性及切削工艺性进行了分析,论述了铝合金材料的切削特点,给出了解决铝合金整体结构件变形的方法。通过介绍高速切削技术的特点,阐述了其对整体结构件加工的影响,研究了加工工艺、设备应用、刀具和刀柄选择、刀具几何参数以及切削用量的确定方法。本文通过7050铝合金材料的高速铣削试验,建立了切削用量和刀具耐用度、切削力以及表面质量的影响关系。对铝合金高速铣削的特点进行了研究,分析和讨论了整体结构件在高速铣削过程中涉及到的刀具材料、切削参数等对加工质量和效率的影响。本文对典型零件进行了加工方案设计和试切。通过对零件的工艺性分析,论述了工艺方案制定,程序仿真检查的方法和过程。经过效率对比,显示出高速切削技术的优势,为航空整体结构件的加工提供了积极的借鉴作用。
【关键词】：整体结构件 加工变形 高速切削 金属去除率 切削参数
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V261.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究发展状况综述10-15
• 1.2.1 高速切削技术介绍10-12
• 1.2.2 国外研究发展状况12-13
• 1.2.3 国内研究发展现状13-15
• 1.3 本课题主要研究的内容15-16
• 第2章 铝合金材料特性及铣削加工工艺分析16-25
• 2.1 7050铝合金材料特性16-17
• 2.1.1 铝合金物理性能16
• 2.1.2 铝合金化学性能16
• 2.1.3 铝合金机械性能16-17
• 2.1.4 铝合金切削特点17
• 2.2 铝合金高速铣削关键技术及参数的确定17-23
• 2.2.1 加工机床的选择17-18
• 2.2.2 刀具与刀柄结构的选择18-20
• 2.2.3 刀具参数的确定方法20-21
• 2.2.4 工艺方法的制定21
• 2.2.5 切削用量的确定方法21-23
• 2.3 铝合金加工冷却方式的选择23-24
• 2.3.1 最小微量润滑23-24
• 2.3.2 氮气油雾冷却24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 7050铝合金材料高速铣削加工试验25-42
• 3.1 试验系统25-26
• 3.2 刀具耐用度试验26-34
• 3.2.1 切削速度对刀具耐用度的影响27-30
• 3.2.2 刀具材料对刀具耐用度的影响30-32
• 3.2.3 刀具磨损原因分析32-34
• 3.3 切削力试验34-37
• 3.3.1 切削速度v对切削力的影响35
• 3.3.2 每齿进给量fz对切削力的影响35-36
• 3.3.3 径向切宽ae对切削力的影响36
• 3.3.4 轴向切深ap对切削力的影响36-37
• 3.4 表面完整性试验37-40
• 3.4.1 显微硬度分析37-38
• 3.4.2 表面粗糙度分析38-39
• 3.4.3 表面层特征分析39-40
• 3.5 本章小结40-42
• 第4章 高速铣削大型铝合金整体结构件应用实例42-57
• 4.1 整体壁板的工艺性分析42-43
• 4.1.1 壁板的典型特点42
• 4.1.2 零件的材料特点42-43
• 4.1.3 工艺难点43
• 4.2 工艺方案43-51
• 4.2.1 加工设备43-44
• 4.2.2 定位方式44-45
• 4.2.3 工艺流程45
• 4.2.4 加工原则45
• 4.2.5 编程方法45-51
• 4.3 程序仿真检查51-56
• 4.3.1 设置原点51-52
• 4.3.2 添加毛坯52-53
• 4.3.3 调用程序53
• 4.3.4 残余及过切分析53-55
• 4.3.5 仿真结果显示55-56
• 4.4 效率对比56
• 4.5 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-64
• 致谢64-65
• 个人简历65

【参考文献】

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本文编号：528302