不同組織結構鈦合金切削性能的實驗研究.pdf

1、鈦合金具有比強度高、耐熱性和耐蝕性好等優(yōu)良性能，在各工業(yè)領域特別是航空航天領域得到越來越廣泛的應用。同時，鈦合金的熱導率低、彈性模量小、化學活性高，易導致刀具的嚴重磨損，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致鈦合金組織結構上的差異。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，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難題。本文主要有兩個部分：第

2、一部分，從切削力、表面粗糙度、殘余應力、刀具磨損、切屑形態(tài)等方面，研究不同組織結構的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時的切削力的實驗研究采用中心組合設計法設計實驗方案，利用響應曲面法給出了切削力的預測公式，結合方差分析研究了加工參數對切削力的影響。分析了相同參數下，車削不同材料時切削力的對比。給出了考慮加工效率時，各種材料車削加工的優(yōu)化參數。同時對車削加工的切削力進

3、行解析建模，提取車削力系數和流屑角，計算出切削力系數與流屑角的擬合公式。2.車削鈦合金TC11時表面粗糙度的實驗研究采用中心組合設計法設計實驗方案，利用響應曲面法給出了切削力的預測公式，結合方差分析研究加工參數對表面粗糙度的影響。3.車削鈦合金TC6和TC11時殘余應力的實驗研究選取部分參數進行鈦合金TC6和TC11的殘余應力檢測，對比殘余應力的大小，觀察殘余應力的變化趨勢。4.車削三種鈦合金TC4、TC6和TC11時的切屑變形分析的研

4、究選取部分參數，對車削三種鈦合金TC4、TC6和TC11時的鋸齒形切屑進行分析，考察加工參數的影響，以及三種材料的區(qū)別。5.車削鈦合金TC6和TC11時刀具磨損的實驗研究固定加工參數，進行刀具磨損實驗。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，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構，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時的切削力的實驗研究考察加工參數對銑削力的影響趨勢，對比面銑三種材料時的切削力。2.銑削鈦合金TC18和TA19時的表面粗糙度的實驗研究考察加工參數對表面粗糙度的影響趨勢，對比面銑兩種材料時的表面粗糙度。3.銑削三種鈦合金TC17、TC18和TA19時的刀具磨損的實驗研究研究硬質合金刀具銑削鈦合金的刀具磨損機理與失效形式。固定加工參數進行刀具磨損實驗，采用高倍顯微鏡觀察刀具刃口形貌和前、后刀面的磨損形