加工钛合金立铣刀参数优化与铣刀的计算机辅助设计

论文摘要

钛合金在航空领域中有着广泛的应用,飞机上很多重要的钛合金零件是铣削而成,需要切除大量的金属。然而钛合金是典型的难加工材料,切削效率低,刀具磨损严重。本文针对生产过程中存在的上述问题,结合与国内某航空企业提高钛合金产品的数控加工效率的实际需求,开展了以提高钛合金铣削效率为目的的试验研究。针对航空制造企业数控加工现有的立铣刀刀具参数、切削要素、切削参数特点,利用正交试验的方法,进行立铣刀参数优化试验,并对试验数据进行了分析。通过切削性能试验对比,优化的立铣刀优于国外刀具厂商推荐的加工钛合金立铣刀。每个优化的立铣刀在结构特征上都包含几十个固有参数,对这些参数的管理需要应用数据库技术,论文通过应用Access数据库软件对这些参数进行管理,使刀具设计过程中的参数输入过程更加合理、快捷。本文把具有不同结构和参数的立铣刀进行分类,将立铣刀结构进行拆分,合并具有相同特征的刀具类型,简化刀具模型的结构特征,归结为“铣刀模块”,利用Visual Basic工程设计语言将其转化为程序模块,实现模块化的设计和调用,为合理的刀具结构设计提供基础。应用Visual Basic技术对Autodesk AutoCAD进行二次开发,通过调用刀具各部分的子模块,实现了加工钛合金数控立铣刀的计算机辅助设计。所开发的软件具有实用性的特点,设计的立铣刀提高了钛合金数控切削效率。现在已应用于生产实践,同时,它也可为其他类似刀具优化和计算机辅助设计提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 刀具技术的发展概况
• 1.1.1 刀具材料的国内外现状及发展趋势
• 1.1.2 刀具制造技术的国内外现状及发展趋势
• 1.2 钛合金材料及其加工工艺和刀具
• 1.2.1 钛合金的切削加工性
• 1.2.2 钛合金铣切加工的工艺措施
• 1.2.3 钛合金铣刀的材料
• 1.3 CAD二次开发技术的发展及在刀具设计中的应用
• 1.3.1 CAD二次开发技术研究动态
• 1.3.2 刀具计算机辅助设计技术研究动态
• 1.4 课题的提出和主要研究内容
• 1.4.1 课题的提出和研究意义
• 1.4.2 本文的主要研究工作
• 第2章 立铣刀参数优化试验
• 2.1 数控立铣刀结构参数优化的技术条件
• 2.1.1 影响刀具切削质量和效率的因素
• 2.1.2 试验设备
• 2.2 刀具参数优化方案
• 2.2.1 刀具和被加工材料的确定
• 2.2.2 切削要素及刀具参数
• 2.2.3 待优化的铣刀参数
• 2.2.4 参数优化的正交试验
• 2.3 试验数据采集与分析
• 2.3.1 试验数据采集
• 2.3.2 试验数据分析
• 2.4 试验结果
• 2.4.1 高速钢立铣刀试验结果
• 2.4.2 硬质合金立铣刀试验结果
• 2.4.3 优化的立铣刀试验数据比较
• 第3章 立铣刀CAD系统总体设计
• 3.1 数控立铣刀结构参数优化数据库
• 3.1.1 数据库的建立
• 3.1.2 数据库的调用
• 3.2 数控立铣刀的CAD软件设计方案
• 3.2.1 系统的设计思想
• 3.2.2 系统软件总体架构流程图
• 3.3 数控立铣刀系统软件设计
• 3.3.1 "铣刀模块"分类
• 3.3.2 "铣刀模块"的程序转化
• 3.3.3 系统的实现
• 第4章 立铣刀CAD系统开发与应用
• 4.1 软件功能简介
• 4.2 软件应用举例
• 4.3 性能测试与完善
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 附录Ⅰ 高速钢M42立铣刀试验数据及分析结果
• 附录Ⅱ 硬质合金刀（Y330）试验数据及分析结果
• 附录Ⅲ 硬质合金刀（YL10.2）试验数据及分析结果
• 附录Ⅳ 硬质合金刀（DK460UF）试验数据及分析结果