钛合金TC4的钻削力试验研究

钛合金TCA属于较难加工材料,其小孔钻削尤为困难。为得到钻头直径、钻削参数（进给量、切削速度）和刀具材料对钻削力的影响规律,采用标准高速钢钻头对TCA与45钢进行了钻削对比试验,并用多元线性回归分析模型分别建立了扭矩和轴向力的经验公式。结果表明,TC4的钻削力比45钢大,钻削参数对钻削力的影响规律与45钢基本相同,即钻头直径对扭矩和轴向力影响最大,进给量次之,切削速度的影响最小。     

基于AdvantEdge的钻尖结构对TC4钻削性能影响研究

钛合金作为一种典型的难加工材料,其弹性模量小、导热性差、比强度高,钻削时刀具极易磨损.针对该材料本文选取了四种不同钻尖结构的整体硬质合金麻花钻,基于AdvantEdge建立了有限元模型,分析了不同钻尖结构对切削力、切削温度及应力分布的影响,通过TC4钛合金钻削实验对比分析切削力、刀具磨损和钻头寿命,并验证仿真模型的可靠...     

麻花钻钻削工艺参数对钻削性能影响的研究

孔的钻削加工是机械制造行业中最为重要的一种加工方法,麻花钻是孔加工工艺中最常用的钻削工具。主要建立孔加工过程中麻花钻承受载荷及扭矩的数学模型,运用有限元软件模拟仿真钻削加工过程,并对麻花钻所受轴向力、扭矩、温度变化等数据进行分析,确定影响麻花钻钻削性能的因素。主要针对钻削工艺参数中主轴转数n进行详细分析,并确定其对钻削性能的影响。     

整硬麻花钻容屑槽与法向前角对钛合金钻削性能的影响

采用UG NX11.0软件建立了三种不同卷屑角的容屑槽,以锥面刃磨的方式构建钻尖三维模型。测量主切削刃的法向前角并绘制法向前角的分布曲线,分析三种曲线之间的关系。利用AdvantEdge有限元仿真软件模拟钻削过程中的切削力、切削形貌、切削温度和应力分布,并通过切削试验验证了有限元模拟的可靠性。结果表明：容屑槽卷曲角直接影响主切削刃法向刀具前角的分布,且主切削刃的法向刀具前角越大,切削越锋利,切削力越小;在一定范围内,随着容屑槽卷曲角α增大,轴向切削力减小,且切屑卷曲直径也越小,有利于排屑和提高刀具寿命。     

TC4钛合金钻削力试验研究和数学模型建立

针对TC4钛合金钻孔加工过程中的钻削轴向力和扭矩进行了试验研究,通过多次试验进行数据评估和统计学分析,得出加工过程中钻削力和扭矩数据及其不同条件下的变化规律.分析了钻头直径、主轴转速和进给速度对钻削力的影响规律,然后运用SPSS多元线性回归分析得出钻削力数学模型,并对其准确性和可靠性进行了评价.本研究结果对TC4钛合金及其他均质金属材料钻孔加工的钻削力分析具有较高的参考价值.     

TC4钛合金微孔加工钻削力的仿真与试验研究

通过对TC4钛板上钻削?0.1mm微孔的研究,建立了一种能够精确预测钻头所受钻削力的切削力模型。利用解析法分别将主切削刃和横刃离散成一系列斜角切削单元和直角切削单元;应用Deform软件,并充分考虑微细加工中特有的尺寸效应,模拟出每个单元所受的力;建立切削单元的局部坐标系与整个钻头的整体坐标系,将每个切削单元所受的力转化为整个钻头所受的力,进而求出整个钻头的轴向力与扭矩。通过多组工艺参数的仿真与实验,表明该切削力模型能够比较精确地测出微钻削过程中的钻削力。     

TC4钛合金低频振动钻削切屑形态和钻削力研究

为研究TC4钛合金低频振动钻削过程中切屑形态与钻削参数和振动参数对钻削力(轴向力和扭矩)的影响规律,基于一种自主研制的低频振动刀柄,分别采用单因素法和正交试验法对钛合金进行了低频振动钻削试验,分析了不同钻削条件下的切屑形态和钻削力,建立了轴向力和扭矩的经验公式,并对钻削力的影响因素进行直观分析与方差分析。结果表明:试验系统在低频振动钻削TC4钛合金时,振幅与进给量之比接近临界断屑值0.81时断屑可靠,排屑顺畅;低频振动瞬时钻削力呈现出规律的正弦波形,钻削力动态分量远大于普通钻削,轴向力和扭矩均值可比普通钻削分别降低10%～15%和15%～20%;进给量对钻削力影响最为显著,振幅次之,钻削速度影响最小;建立的振动钻削经验模型误差保持在10%以内,可以较为准确地对该试验系统所选参数范围内的钻削力进行预测。     

麻花钻的受力状态对钻削稳定性的影响

分析了钻削过程中麻花钻的受力情况,讨论了作用在麻花钻上的力和力矩、单元力和力矩以及动量矩对钻削稳定性的影响,提出了提高孔加工精度的措施。     

TC4钛合金深孔枪钻钻削仿真及试验研究

利用DEFORM-3D软件模拟仿真枪钻钻削钛合金过程,研究分析出加工过程中转速和进给量的改变对于轴向力和刀具温度变化的影响规律。对所得数据进行试验验证来证明仿真分析结果的正确性,再依据所得规律和实际钻削试验获得最优的加工参数。研究结果对实际生产有一定的参考价值。     

麻花钻钻尖几何参数对Ti6Al4V钛合金钻削性能的影响

采用单因素试验法,利用Third Wave AdvantEdge有限元软件研究麻花钻的钻尖几何参数对钛合金钻削工艺性的影响,运用Power Law本构模型建立Ti6Al4V钛合金材料参数。验证麻花钻参数在合理的取值范围内,Carbide-General硬质合金麻花钻不同的后角、螺旋升角、横刃斜角和刃口钝圆半径对钛合金钻削性能的影响。通过钛合金钻削过程的有限元分析,为麻花钻钻削钛合金材料时的钻头几何参数合理选择提供了参考依据。     

TC4材料钻削性能试验及优化验证

本文采用M42高速钢钻头进行TC4材料钻削性能试验,分析其切削加工性及刀具窖损机理。并通过试验建立相应的切削力、切削温度、刀具寿命公式。并通过航空发动机TC4材料机匣钻削加工过程进行工艺验证。     

TC11钛合金深孔钻削试验研究与切屑形态分析

以难加工材料TC11钛合金为研究对象,针对TC11钛合金内排屑深孔钻削时存在断屑困难等问题,开展TC11钛合金BTA深孔钻削试验研究。为了获得理想的切屑形态,分析BTA深孔钻削机床的主轴转速和进给量对切屑形态的影响规律。试验表明,当转速为98r/min、进给量为0.16mm/r时,切屑呈短螺旋形状,导向块磨损相对最小,有利于顺畅排屑,加工过程稳定。本研究为钛合金等难加工材料的深孔钻削参数的选择提供了依据。     

热处理对损伤容限型TC4钛合金疲劳性能的影响

本文利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)研究了不同的状态下损伤容限型TC4钛合金的疲劳性能。结果表明:损伤容限型TC4钛合金经过995℃/1hAC+550℃/4 h处理后得到魏氏组织,并且疲劳性能比原始状态和经900℃/1hAC+550℃/4h处理后都要好。从疲劳断口观察到,预裂区和快速扩展区主要是以微区解理断裂为主,稳态扩展区主要是以疲劳条带扩展机制为主,同时也存在微区解理断裂机制。     

硬质合金高温性能对TC4钛合金高速铣削的影响研究

在高速铣削加工钛合金的过程中,硬质合金刀具承受较高的切削温度,导致刀具快速磨损和失效。通过添加TaC(NbC)难熔金属碳化物制备新型WC-Co基硬质合金,采用高温硬度计检测新型硬质合金的高温硬度和高温断裂韧性,均较传统WC-Co基硬质合金有提升。将添加TaC(NbC)的新型硬质合金材料制备成整体硬质合金立铣刀,并进行高速铣削钛合金TC4对比试验。结果表明:添加TaC(NbC)的硬质合金刀具,可以有效提高刀具的耐磨性,降低裂纹的出现和扩展,从而提高硬质合金刀具在高速铣削钛合金时的使用寿命。     

钛合金旋转超声辅助钻削的钻削力和切屑研究

针对难加工材料钛合金在采用普通麻花钻传统钻削过程中存在钻削力和扭矩较大使得钻孔困难,刀具使用寿命低,连续长切屑易缠绕刀具、划伤孔加工表面、增大刀具-切屑-工件孔壁之间的摩擦以及排屑差引起堵屑和卡刀具的问题,引入一种新刃型刀具（即八面钻）,并结合超声振动钻削技术,进行了钛合金旋转超声辅助钻削试验。分析了旋转超声辅助钻削和普通钻削中切屑形成原理,采用文中所设计的旋转超声振动钻削主轴结合BV100立式加工中心平台、测力系统和非接触激光测量系统进行了无冷却条件下基于八面钻的钛合金旋转超声辅助钻削和普通钻削试验以及钻削力、扭矩和切屑形态的研究。试验结果表明：相比于普通钻削,超声钻削明显降低钻削力和扭矩分别为19.07%~20.09%和31.66%~34.3%,明显增强了钻头横刃和主切削刃的切削能力,获得了良好的断屑和排屑效果,提高了切削过程的稳定性,能够极大改善钛合金钻孔过程钻削困难、刀具使用寿命低和孔加工质量差的问题。     

麻花钻几何参数对钛合金钻削性能的影响

根据麻花钻的实际制造过程,利用UG NX软件在麻花钻螺旋线的法平面内,以实际钻头刃沟铣刀轮廓生成前刀面,并基于锥面刃磨法原理,以两面自然相交的方法生成麻花钻后刀面,完成麻花钻的三维建模。利用DEFORM-3D软件建立了麻花钻钻削钛合金的有限元模型,采用正交试验法分析了麻花钻顶角、螺旋角和横刃斜角对钛合金钻削过程中轴向力的影响规律。结合极差与方差分析,以图表方式直观反映了各因素的影响程度,并获得最佳几何参数组合,为钛合金实际钻削过程中钻头几何参数的选择和优化提供了理论依据。     

钛合金钻削和攻丝的工艺分析及研究

主要叙述了钛合金的性能特点,同时分析了影响钛合金钻削和攻丝加工的主要因素,并提出改进钛合金钻削和攻丝加工的工艺参数和相应措施。     

后刀面微织构内冷麻花钻钻削Ti6Al4V的性能研究

Ti6Al4V具有强度高、导热性低等特点,广泛应用于航空、航天等领域高端装备中。钻削制孔时,在热-力作用下,切削力和切削温度较高,产生严重的刀具磨损,导致加工效率低和加工质量差。本文采用激光技术在内冷麻花钻后刀面制备出平行于主切削刃(PT)、垂直于主切削刃(VT)、倾斜45°于主切削刃(LT)的三种沟槽型微织构,进行Ti6Al4V的钻削试验,对钻削力、切屑形态以及被加工孔表面粗糙度进行研究,并与无织构麻花内冷钻(NT)对比。结果表明:在内冷麻花钻后刀面加工微织构能有效减小钻削力,其中,相对于NT型麻花钻,PT和VT型麻花钻的钻削力降低23%～31%,而LT型麻花钻相对于NT型刀具钻削力降低46%;对于切屑形态,微织构麻花钻能降低切屑堆积性,增加其断屑性能,LT型麻花钻几乎没有缠屑;对于被加工孔的表面质量,微织构麻花钻可有效降低其R_a值,其中LT型麻花钻的粗糙度R_a值达到了1.28μm,比NT型麻花钻降低了约54.4%,综合效果最好。     

横刃修磨高长径比微细钻削刀具的钻削性能研究

横刃修磨方法是一种提高钻削刀具加工性能的有效手段.针对横刃修磨高长径比微钻,建立了刀具螺旋槽、非共轴螺旋后刀面和十字型横刃的数学模型,并基于六轴数控工具磨床刃磨制备出直径0.5 mm、长径比为10的横刃修磨高长径比非共轴螺旋后刀面微钻.在304不锈钢材料上开展了普通高长径比微钻和横刃修磨高长径比微钻的对比钻削试验研究,...     

热等静压处理后TC4钛合金中等轴α相特征及其对拉伸性能的影响

对铸造TC4钛合金进行热等静压处理后,研究了TC4钛合金中等轴α相的特征及其对拉伸性能的影响,并对拉伸断口形貌进行了分析。结果表明:经热等静压处理后,在钛合金的三角晶界处可能会形成尺寸约为5μm的等轴α相,因等轴α相含量较少,对拉伸性能的影响很小;含有等轴α相钛合金的拉伸断口上存在由大量韧窝组成的平台区。