钛合金TC4铣削试验研究

本文通过对TC4钛合金锻件进行单因素铣削实验,得出其切屑形态随着铣削深度ap的增大将由紧密螺旋状逐渐变为松散状的结论。通过铣削率模型,找到了在特定铣削速度和进给速度下,铣削钛合金的最佳深度范围,对于钛合金铣削加工具有生产指导意义。     

铣削TC4钛合金的刀具磨损对比试验

TC4钛合金是典型难加工材料之一,极易造成工具磨损。本文通过铣削TC4钛合金试验,跟踪铣削过程中铣刀每个齿的磨损量及磨损形态,比较了不同细晶粒硬质合金铣刀的磨损过程。结果表明,铣刀切削刃发生崩刃会直接缩短铣刀的使用寿命。     

TC4钛合金微细铣削仿真与试验研究

钛合金由于其高的强度和耐热性、低的导热系数,在微细加工时若切削参数选择不合理容易导致切削力大、加工质量不稳定。在微细铣削加工中,由于刃口半径和尺寸效应的存在,选择合适的切削参数对于切削状态的改善有重要意义。通过仿真和试验对比分析,研究TC4钛合金在微细铣削过程中每齿进给量对切屑变形、铣削力和加工表面粗糙度的影响,以期为改善微细切削状态、提高加工表面质量提供合适的切削参数选择指导。结果表明,在使用刃口半径为2.05μm、刀具直径为1 mm的硬质合金铣刀对TC4钛合金进行微细铣削加工时,微细铣削TC4钛合金切削状态发生转变时所对应的临界每齿进给量为0.8μm/z;微细铣削时每齿进给量应大于此临界值。     

TC4钛合金大进给铣削参数优化试验

为提高TC4钛合金的铣削加工效率,基于材料去除率和刀具后刀面磨损量,通过大进给铣削加工方式对TC4钛合金进行铣削参数优化试验。通过试验确认,切削速度对刀具耐用度的影响最大,在切削速度50 m/min、进给量0.5 mm/Z、切削宽度15 mm、切削深度1.2 mm时,TC4钛合金大进给铣削的材料去除率达到16 110 mm³/min,且刀具处于正常磨损状态。     

密齿硬质合金涂层刀具铣削TC4钛合金试验研究

利用单因素试验方法进行了密齿硬质合金涂层刀具铣削TC4钛合金试验,研究每齿进给量和切削速度对切削力、切削温度、加工表面粗糙度以及切屑形态的影响。结果表明:切削方向分力F_x、刀轴方向分力F_z随每齿进给量的增大而增大,进给方向分力F_y随每齿进给量的增加变化不大;切削速度小于75m/min时切削力随切削速度的增加下降较为明显;切削速度超过75m/min时切削力变化不大;切削温度受每齿进给量影响较大,且影响程度随进给量的增加而逐渐减小;随着每齿进给量f_z的增大,加工表面粗糙度值先减小后增大;在每齿进给量高于0.04mm/z时,密齿铣刀铣削TC4钛合金得到的切屑为螺卷状,且随每齿进给量的增加,切屑的曲率半径减小,随切削速度的增大,螺卷状切屑的螺距减小。     

钛合金TC17的高速铣削研究

在干切环境下选用了硬质合金刀具对近β相钛合金TC17进行高速铣削研究。着重讨论高速铣削过程中的铣削力、刀具磨损和刀具耐用度;研究分析各铣削参数对铣削力、刀具磨损和刀具耐用度的影响规律。     

液氮冷却下大进给铣削TC4钛合金的试验研究

钛合金是现代飞行器的主要结构材料之一,是一种典型的难加工材料。针对切削加工钛合金时刀具磨损快、表面质量不易控制等难题,将TC4钛合金作为研究对象,以液氮作为冷却介质,进行了TC4钛合金的大进给铣削试验,测试了液氮冷却条件下大进给铣削TC4钛合金的铣削力、铣削温度以及刀具磨损等,并与乳化液和低温冷风条件下的测试结果进行了对比分析。结果表明:在以较大的切削速度和每齿进给量铣削TC4钛合金时,采用液氮冷却比使用乳化液能更有效地降低切削力和切削温度;比采用低温冷风冷却能更有效地延长刀具寿命。     

铣削方式对高速铣削TC4钛合金刀具磨损的影响

为研究高速铣削TC4钛合金时不同铣削方式对刀具磨损的影响,在铣削速度为200m/min时采用硬质合金刀具对工件分别进行顺铣、逆铣和交替铣的切削试验。分析了不同铣削方式下刀具磨损的特点和形貌,并对刀具耐用度进行了对比。结果表明:在此铣削速度下,硬质合金刀具在不同铣削方式下的磨损特征主要表现为前刀面刃口处的塌陷及后刀面的沟槽磨损。刀具耐用度在顺铣方式下较好,交替铣、逆铣时的刀具耐用度则大大低于顺铣,且交替铣比逆铣刀具耐用度稍好。     

侧铣削参数对TC4钛合金表面粗糙度影响的试验研究

采用细晶粒硬质合金铣刀对TC4进行侧铣削试验,研究了铣削表面粗糙度受铣削参数的影响规律,并结合平均切削厚度、材料去除率及铣削振动进行分析.结果表明工件表面粗糙度随着平均切削厚度的增大而增大,受径向切削深度的影响最为明显.     

钛合金TC11铣削力分析与建模

基于单位切削力系数法,建立了侧铣钛合金时的切削力预报模型。文中将微元切向分力、微元径向分力、微元轴向分力分别用刀面单位剪力系数和刀腹单位犁入力系数的组合来描述,切削合力则通过沿切削刃进行积分而获得。实验结果表明,仿真的铣削力曲线无论在形状上还是幅值大小以及波形变化趋势等方面都与实际测得的铣削力吻合一致。     

基于ABAQUS的TC4钛合金微铣削有限元仿真

当实际切削用量减小到微米级别时，传统铣削仿真无法对微铣削表现出的尺度效应和最小切削厚度等现象进行准确描述。以TC4钛合金为研究对象，建立考虑应变梯度理论修正的Johnson-Cook本构模型，采用ALE自适应技术控制网格畸变过大的问题，运用ABAQUS有限元软件对微铣削加工过程进行有限元模拟，获得反映尺度效应的微铣削模型，进而分析刃倾角和切削刃钝圆半径对切削过程的影响，以及主轴转速和每齿进给量对铣削力的影响，揭示了微切削区域塑性变形规律。     

航空钛合金Ti6Al4V的三维铣削加工有限元仿真

基于有限元技术的三维铣削仿真对于改善工艺参数、实现高效高质加工具有重要意义。以Ti6Al4V为工件材料,建立了接近实际铣削加工的有限元模型,成功模拟了切屑的形成过程,模拟的切屑形态与真实切屑形态相似;根据应力与温度分布云图对工件的应力场和温度场进行了分析;应用所建模型模拟了不同铣削速度时的3个方向切削力,分析了模拟结果,并进行了与模拟同样条件的测铣削力实验。通过对比切削力的模拟值与实验值,验证了铣削模型的正确性,此模型可用于优化铣削参数。     

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。     

钛合金TC4高速铣削表面微观几何形貌仿真

通过几何微观形貌仿真,可以预测表面粗糙度,为优化铣削参数提供依据。建立了球头铣刀的数学模型,考虑了铣刀的倾斜方向、倾斜角度、进给方式、主轴的回转偏心、轴向窜动等因素对加工表面的影响,并开发了微观形貌的仿真算法。并通过对比试验数据,说明仿真的可行性。     

BT20钛合金低温铣削试验研究

为改善钛合金工件的加工表面质量,进行了低温铣削钛合金试验,并得出了合理的切削用量。     

高速铣削钛合金Ti-6Al-4V切屑形态试验研究

对高速铣削的切屑进行了微观组织研究,建立了切削要素、切屑形态、切削力、表面粗糙度等因素之间的关系。研究发现,切削速度越高,热量向外扩散的时间越少,聚集在剪切带内的热量越多,剪切带内发生动态再结晶的可能性也就越高,大量的热量促进了剪切带内的热塑性失稳,进而使绝热剪切带产生的频率大幅度提高,切屑的锯齿化程度也就随之加大;计算了不同切削条件下绝热剪切带中心的温度、热量扩散速度等,发现热量扩散速度远低于其变形速度,进而证明了高速切削钛合金Ti-6Al-4V时,绝热剪切带内发生了动态再结晶现象。考虑到再结晶软化效应对材料本构的影响情况,建立了改进J-C本构模型,该模型用两个表达式表述不同临界应变值区间范围的材料本构特征,理论计算证明了改进J-C本构比J-C本构更准确。     

TC4-DT钛合金铣削表面粗糙度试验研究

针对实际生产中TC4-DT钛合金铣削加工表面质量差问题,以钛合金铣削加工表面粗糙度Ra为研究对象,基于低速干切、高速湿切等条件,设计铣削用量影响表面粗糙度试验方案,分析试验结果,探索工艺参数对钛合金加工表面质量的影响规律,提出了改善TC4-DT钛合金铣削加工表面质量的建议,为进一步研究钛合金加工性能提供了参考和借鉴。     

β21s高强度钛合金的铣削试验研究

针对一种新型的难加工钛合金材料β21s,进行了刀具磨损试验和铣削力的测量试验,对材料的切削加工性进行评价,并且给出优选结果,为实际生产提供参考。     

TC4钛合金切削刀具磨损对切削过程影响的研究

通过建立的钛合金切削加工仿真数值模型,研究了刀具磨损对钛合金切削过程中切削力、切削温度及切屑形态的影响规律,并对这些影响的产生机理进行了讨论。结果表明:随着磨损程度的增大,切削力及切削温度会迅速增加;月牙洼磨损会引起切削力的剧烈震荡且振幅随磨损的增大而增大,后刀面磨损将增大切削力;锯齿形切屑的变形程度在加大,但是锯齿产生的频率在降低。     

激光加热辅助铣削钛合金TC4的有限元分析

研究了在激光加热辅助条件下的钛合金铣削机理,采用高斯分布热源模型作为热流量载荷,并考虑了钛合金材料的Johnson-Cook本构模型和Johnson-Cook失效断裂准则。建立了在激光加热辅助条件下铣削过程的顺序热力耦合有限元分析模型,计算了工件温度场分布和工件表面应力等。通过分析对比仿真和实验结果,在可接受的误差范围内,验证了模型的准确性,证实了模型的可行性和有效性。