基于微量潤滑技術(shù)的涂層刀具高速切削鈦合金性能研究.pdf

1、鈦合金以其優(yōu)異的物理機(jī)械性能，被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。但是，鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)低、彈性模量小、化學(xué)活性高，切削加工性能差，是一種典型的難加工材料。在鈦合金高速切削過程中，容易產(chǎn)生很高的切削溫度，導(dǎo)致刀具磨損加快、表面質(zhì)量難以控制，而低的切削速度導(dǎo)致加工效率難以提高。另外，出于減輕重量和保證強(qiáng)度的需要，航空用鈦合金零件大量采用薄壁件和桁架結(jié)構(gòu)，多數(shù)情況下，毛坯材料的絕大部分要被當(dāng)作切削余量去除掉，造成較高的切削成本。因此，低下的生產(chǎn)效率和

2、加工質(zhì)量與不斷增長的加工需求已構(gòu)成矛盾，成為制約航空航天制造業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。
　　實(shí)現(xiàn)鈦合金的高速、高效切削加工，刀具是關(guān)鍵。近年來世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家都在致力于開發(fā)與高速、高效、高質(zhì)切削加工相匹的先進(jìn)切削刀具。刀具材料對刀具壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本等影響很大。涂層技術(shù)在切削刀具中得到越來越廣泛的應(yīng)用，性能優(yōu)異的涂層可以顯著改善刀具表面性能，提高其高溫硬度、隔熱性能、熱穩(wěn)定性、沖擊韌性等，從而大幅提高刀具的切削速度和壽命

3、。同時，微量潤滑技術(shù)作為一種有效的綠色制造技術(shù)，在鈦合金的切削磨削中也得到了廣泛的研究應(yīng)用，而且 MQL與新型刀具的結(jié)合使用也方興未艾。
　　針對目前鈦合金加工的研究現(xiàn)狀，本文通過鈦合金車削實(shí)驗，分別在干切削與MQL條件下系統(tǒng)研究了不同特性的新型涂層刀具的切削加工性能，為生產(chǎn)實(shí)際中鈦合金的加工提供了一定的參考依據(jù)。論文的主要研究內(nèi)容包括：
　　1．采用正交實(shí)驗設(shè)計，從切削力、加工表面質(zhì)量等指標(biāo)考察所選涂層刀具在MQL條件下切

4、削性能，建立了鈦合金切削加工中切削力、表面粗糙度相對于切削參數(shù)的指數(shù)預(yù)測模型，深入分析切削用量的變化對切削力和表面粗糙度的影響規(guī)律。
　　2．根據(jù)已建立的切削力、表面粗糙度的回歸模型，建立了相應(yīng)的等值響應(yīng)曲面，運(yùn)用基于耦合響應(yīng)曲面的多目標(biāo)優(yōu)化方法，對加工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并得到了驗證，為在實(shí)際生產(chǎn)中選擇最優(yōu)切削用量提供分析問題和解決問題的理論方法。
　　3．對正交實(shí)驗中典型切削參數(shù)下切屑形態(tài)進(jìn)行金相分析，研究在不同切削條件下切屑