高速铣削铝合金加工技术的研究

发布时间：2017-06-30 13:23

  本文关键词：高速铣削铝合金加工技术的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【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已成为衡量一个国家先进制造技术水平的重要标志之一。 为提高我国高速切削加工技术水平,实现用先进制造技术振兴我国制造业的目标,本文以黑龙江省重大科技攻关项目“大型、复杂零部件用现代刀具系列产品化与开发研究”项目中的“高速铣削机理及其刀具的开发研究”课题中的一部分为研究内容,以CAD/CAM技术和已有的高速切削技术研究成果为基础,针对高强度铝合金复杂曲面的特点,完成了高速铣削铝合金加工技术的研究。 本文通过对高速铣削铝合金时影响表面粗糙度的主要因素的分析,推导了球头铣刀铣削残留高度计算公式;通过高速铣削铝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铝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。 对高速铣削时铝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铝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。 研究了高速切削对刀具路径的要求,进行了基于切削力波动控制的高速铣削刀具路径优选实验研究,提出了针对加工表面形状特征的编程策略。
【关键词】：高速铣削 加工倾角 刀具路径 切削力 表面粗糙度
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TG54
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪 论10-18
• 1.1 课题研究的目的及意义10-12
• 1.1.1 引言10-11
• 1.1.2 课题研究的目的及意义11-12
• 1.2 高速切削的发展简况12-13
• 1.3 国内外研究现状13-16
• 1.3.1 高速切削机床技术13-14
• 1.3.2 高速切削铝合金加工技术的研究14-16
• 1.4 论文的主要内容16-18
• 第2章 高速铣削切削参数对表面粗糙度影响的研究18-26
• 2.1 高速铣削表面粗糙度的理论基础18-19
• 2.1.1 影响高速切削表面粗糙度的因素18-19
• 2.1.2 球头铣刀铣削残留高度19
• 2.2 高速铣削铝合金表面粗糙度实验条件及设备19-20
• 2.3 进给量对表面粗糙度的影响20-22
• 2.4 切削速度对表面粗糙度的影响22-24
• 2.5 进给方向对表面粗糙度的影响24-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 球头铣刀高速铣削铝合金的切削力研究26-39
• 3.1 高速铣削铝合金材料的变形规律26-27
• 3.2 球头铣刀加工曲面切削力模型27-33
• 3.2.1 球头铣刀铣削参数27-28
• 3.2.2 铣削行距间残留面积高度的计算28-29
• 3.2.3 球头铣刀高速铣削的铣削方式29
• 3.2.4 基于微元法的球头铣刀切削力的模型29-33
• 3.3 高速铣削铝合金时进给量对切削力的影响33-34
• 3.3.1 理论分析33
• 3.3.2 实验验证33-34
• 3.4 曲面曲率对切削力的影响34-38
• 3.4.1 椭圆的曲率34-35
• 3.4.2 球头铣刀加工椭球面时的切削力计算35-37
• 3.4.3 加工曲面的曲率对切削力的影响37-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第4章 高速铣削铝合金刀具切削路径优选的实验研究39-48
• 4.1 高速切削的CAM策略39-40
• 4.1.1 高速铣削对刀具切削路径的要求39
• 4.1.2 高速切削的编程策略39-40
• 4.2 刀具切削路径优选实验40-47
• 4.2.1 刀具路径优选目标40
• 4.2.2 实验条件40-41
• 4.2.3 实验方法41-42
• 4.2.4 实验结果与分析42-47
• 4.3 刀具切削路径优选结果47
• 4.4 本章小结47-48
• 第5章 球头铣刀和工件之间加工倾角的实验研究48-61
• 5.1 刀具和工件之间的加工倾角的定义48-49
• 5.2 刀具和工件之间的加工倾角对表面粗糙度的影响49-54
• 5.2.1 实验条件49
• 5.2.2 实验方法49-50
• 5.2.3 实验结果与分析50-54
• 5.3 刀具和工件之间的加工倾角对切削力的影响54-59
• 5.3.1 刀具轴线和工件表面间的倾角βf的计算54-56
• 5.3.2 实验条件56
• 5.3.3 实验方法56-58
• 5.3.4 刀具倾角对切削力的影响58-59
• 5.4 考虑刀具倾角影响的编程策略59
• 5.5 本章小结59-61
• 结论61-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文66-67
• 致谢67

【引证文献】

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本文编号：502100