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寧波新芝-勻漿機耗材刀具磨損研究

[導讀]鈦合金以其比強度高、抗氧化性好、耐蝕性好、耐熱性高等優點迅速進入航空航天領域并成為主要結構材料之一。

  鈦合金以其比強度高、抗氧化性好、耐蝕性好、耐熱性高等優點迅速進入航空航天領域并成為主要結構材料之一。但鈦合金又是一種典型的難加工材料,在加工過程中具有導熱率低、化學活性高、切削力大、刀具易磨損等問題,這必然會影響加工零件的表面完整性能,進而影響鈦合金構件的疲勞性能。在鈦合金的加工過程中,刀具幾何參數對工件的變形、切削力和刀具磨損有重要影響。因此,研究鈦合金銑削過程中刀具的幾何參數具有重要意義。本文通過側銑削鈦合金試驗,對整體硬質合金立銑刀幾何參數展開優化設計研究。論文主要研究內容如下:

(1)通過對鈦合金TC4進行側銑削加工,采用正交設計方法研究了硬質合金立銑刀側刃幾何參數對切削力和表面粗糙度的影響,用極差法分析了刀具幾何參數對銑削力的影響;并以最小表面粗糙度為目標,采用田口法對刀具幾何參數進行了優選。結果表明:對于主切削力Fy,螺旋角對其影響最大,C形刃角度次之,C形刃寬度的影響最;當選擇螺旋角為25°、C形刃寬度為0.2mm、角度為-25°時可獲得最小表面粗糙度。

(2)將優化出的立銑刀與常規立銑刀進行對比實驗,分析了兩種立銑刀的銑削力和表面粗糙度,驗證了優化立銑刀側銑削TC4的優良性能。結果表明:在相同的加工參數下,C形刃立銑刀的銑削力和表面粗糙度均要小于常規立銑刀。

(3)研究了銑削速度對C形刃立銑刀和常規立銑刀的刀具磨損影響。結果表明:C形刃立銑刀與常規立銑刀的刀具磨損量都隨銑削速度的增加而增大。在相同速度下,C形刃立銑刀刀具磨損量要低于常規立銑刀;在銑削相同距離時,C形刃立銑刀的磨損量同樣低于常規立銑刀。C形刃立銑刀耐用度要高于常規立銑刀。通過掃描電鏡和能譜分析對后刀面磨損進行能譜分析,結果表明:硬質合金立銑刀側銑削鈦合金的磨損機理有粘結磨損、擴散磨損和氧化磨損。

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