不同組織結(jié)構(gòu)鈦合金切削性能的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、鈦合金具有比強(qiáng)度高、耐熱性和耐蝕性好等優(yōu)良性能，在各工業(yè)領(lǐng)域特別是航空航天領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，鈦合金的熱導(dǎo)率低、彈性模量小、化學(xué)活性高，易導(dǎo)致刀具的嚴(yán)重磨損，是一種典型的難加工材料。鈦合金中不同的α、β相添加元素或者這些添加元素的量不同，以及不同的工藝都將導(dǎo)致鈦合金組織結(jié)構(gòu)上的差異。隨著工業(yè)的發(fā)展，新型的高性能的鈦合金不斷被開發(fā)出來，與此同時(shí)，如何提高加工性能，提高加工效率，降低加工成本也成為一個(gè)難題。本文主要有兩個(gè)部分：第

2、一部分，從切削力、表面粗糙度、殘余應(yīng)力、刀具磨損、切屑形態(tài)等方面，研究不同組織結(jié)構(gòu)的α+β型鈦合金——TC4、TC6和TC11棒材的車削加工性能。1.車削三種鈦合金TC4、TC6和TC11時(shí)的切削力的實(shí)驗(yàn)研究采用中心組合設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，利用響應(yīng)曲面法給出了切削力的預(yù)測公式，結(jié)合方差分析研究了加工參數(shù)對切削力的影響。分析了相同參數(shù)下，車削不同材料時(shí)切削力的對比。給出了考慮加工效率時(shí)，各種材料車削加工的優(yōu)化參數(shù)。同時(shí)對車削加工的切削力進(jìn)

3、行解析建模，提取車削力系數(shù)和流屑角，計(jì)算出切削力系數(shù)與流屑角的擬合公式。2.車削鈦合金TC11時(shí)表面粗糙度的實(shí)驗(yàn)研究采用中心組合設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，利用響應(yīng)曲面法給出了切削力的預(yù)測公式，結(jié)合方差分析研究加工參數(shù)對表面粗糙度的影響。3.車削鈦合金TC6和TC11時(shí)殘余應(yīng)力的實(shí)驗(yàn)研究選取部分參數(shù)進(jìn)行鈦合金TC6和TC11的殘余應(yīng)力檢測，對比殘余應(yīng)力的大小，觀察殘余應(yīng)力的變化趨勢。4.車削三種鈦合金TC4、TC6和TC11時(shí)的切屑變形分析的研

4、究選取部分參數(shù)，對車削三種鈦合金TC4、TC6和TC11時(shí)的鋸齒形切屑進(jìn)行分析，考察加工參數(shù)的影響，以及三種材料的區(qū)別。5.車削鈦合金TC6和TC11時(shí)刀具磨損的實(shí)驗(yàn)研究固定加工參數(shù)，進(jìn)行刀具磨損實(shí)驗(yàn)。通過拍攝顯微照片，研究刀具的磨損形式以及對比車削兩種材料時(shí)，刀具磨損的區(qū)別。第二部分，從切削力、表面粗糙度和刀具磨損等方面，研究三種不同組織結(jié)構(gòu)，α相、β相比例差異更大的鈦合金——TC17、TC18和TA19塊料的面銑加工性能。1.銑削三

5、種鈦合金TC17、TC18和TA19時(shí)的切削力的實(shí)驗(yàn)研究考察加工參數(shù)對銑削力的影響趨勢，對比面銑三種材料時(shí)的切削力。2.銑削鈦合金TC18和TA19時(shí)的表面粗糙度的實(shí)驗(yàn)研究考察加工參數(shù)對表面粗糙度的影響趨勢，對比面銑兩種材料時(shí)的表面粗糙度。3.銑削三種鈦合金TC17、TC18和TA19時(shí)的刀具磨損的實(shí)驗(yàn)研究研究硬質(zhì)合金刀具銑削鈦合金的刀具磨損機(jī)理與失效形式。固定加工參數(shù)進(jìn)行刀具磨損實(shí)驗(yàn)，采用高倍顯微鏡觀察刀具刃口形貌和前、后刀面的磨損形