高效切削鈦合金Ti6Al4V刀具磨損特性及切削性能研究.pdf

1、現(xiàn)代制造技術的發(fā)展方向是實現(xiàn)高效率、高精度、高柔性和綠色化，尤其是高效率被推上了突出的位置。鈦合金Ti6Al4V以其比強度高、機械性能及抗蝕性良好而廣泛應用于航空航天等領域，是飛機發(fā)動機部分零部件理想的制造材料，具有廣闊的科研空間和應用前景。但因其低導熱性、高化學活性等導致切削過程中刀具磨損嚴重，這已經(jīng)成為嚴重制約難加工材料高效切削技術發(fā)展的關鍵問題。因此，本文進行高效切削鈦合金過程中刀具磨損特性及刀具切削性能研究，為鈦合金加工中刀具磨

2、損控制、刀具材料優(yōu)選、切削參數(shù)優(yōu)化提供理論依據(jù)，對難加工材料高效切削技術的發(fā)展和應用起到積極地推動作用。
　　 通過鈦合金切削試驗，研究切削力靜動態(tài)特性與熱特性，研究刀具磨損對切削力變化的影響規(guī)律，并基于經(jīng)典正交切削模型，建立考慮刀具磨損時的切削力模型。
　　 結合鈦合金切削過程中刀-屑、刀-工件接觸面摩擦特性分析，研究鈦合金切削過程中的刀具磨損機理以及切削條件對刀具磨損特性的影響規(guī)律；硬質(zhì)合金刀具前、后刀面的磨損機理主

3、要表現(xiàn)為粘結與擴散；由于已加工表面回彈，引起刀-工件接觸區(qū)產(chǎn)生很高的壓力，進而導致后刀面粘結磨損比前刀面嚴重；而前刀面擴散磨損較為嚴重，最后研究了刀具前刀面材料擴散流失以及從基體脫落的物理演變過程。
　　 針對不同刀具材料及刀具刃口鈍圓半徑加工鈦合金Ti6Al4V時所表現(xiàn)的性能差異，研究不同刀具材料加工時的刀具磨損特性、刀具使用壽命、切削力靜動態(tài)特性、熱學特性等；采用層次分析法對刀具切削性能進行綜合評價，與含Ti元素的涂層刀具相

4、比，細晶粒(WC-Co類)無涂層刀具得切削性能優(yōu)于涂層刀具；并通過數(shù)值仿真分析刀具刃口鈍圓的熱力學特性，結合刃口鈍圓磨損評價刃口鈍圓的切削性能，刃口鈍圓半徑存在一個合理的范圍，使得刃口的切削性能達到最佳。
　　 根據(jù)硬質(zhì)合金刀具磨損機理分析結果，建立了高效切削鈦合金時刀具后刀面磨損模型，在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)刀具后刀面磨損預報，并運用所建磨損模型進行了切削參數(shù)優(yōu)化；將磨損圖方法用于刀具磨損的研究，構建了無涂層硬質(zhì)合金刀具切削鈦合金Ti