钛合金TC4铣削试验探究.docx

钛合金TC4铣削试验探究.docx钛合金TC4铁削试验探究
摘要：本文通过对TC4钛合金锻件进行单因素貌削实验, 得出其切屑形态随着貌削深度ap的增大将由紧密螺旋状逐 渐变为松散状的结论。通过貌削率模型，找到了在特定貌削 速度和进给速度下，貌削钛合金的最佳深度范围，对于钛钛合金TC4铁削试验探究
摘要：本文通过对TC4钛合金锻件进行单因素貌削实验, 得出其切屑形态随着貌削深度ap的增大将由紧密螺旋状逐 渐变为松散状的结论。通过貌削率模型，找到了在特定貌削 速度和进给速度下，貌削钛合金的最佳深度范围，对于钛合 金貌削加工具有生产指导意义。
关键词：钛合金；切屑形态；貌削深度；铁削体积；铁 削时间；貌削率
0引言
钛合金具有质量轻、强度高、高温性能好、耐腐蚀等许 、船舶和化工等工业部门得到广泛的应 用。但由于钛合金导热系数低、摩擦因数大、弹性模量小、 化学活性大、切屑与前刀面的接触面积小，使得钛合金切削 加工性较差。
目前TC4应用比较广泛，是以a相为主的双相合金， 8相一般少于30%,其综合性能好，组织稳定，有良好的韧 性、塑性和高温变形性能。但是，在高速条件的切削力、切 削温度以及刀具磨损机理等方面还有很多现象解释不清，对 工件的表面质量的影响方面等问题，针对这些问题国内外学 者做过很多研究。
Narutaki对钛合金TC4的切削力和切削温度进行研究得 到：切削钛合金时刀具磨损并非切削力所致，而切削温度是
致使钛合金难以继续切削的主要原因。F. Klocke, N等人 在分析和实验的基础上，对涂层硬质合金刀具貌削TC4的效 率进行了评价，用有限元的方法对切削时的应力-应变曲线 进行分析。
1试验材料及过程
1试验材料
试验材料为TC4钛合金锻件，尺寸为290mmX192 mmX65mm,其化学成分见表1。
表1 TC4钛合金的化学成分％

. 工作
2实验结果及分析
1实验结果
(1)不同貌削深度下貌削钛合金所得的切屑形态宏观 照片，如图3,从图中可以看出：钛合金切屑较短，并以曲 面形状弯曲，外部光滑明亮，内部粗糙暗黑，肉眼可看到切 屑表面存在锯齿纹理；不同貌削深度ap所对应的切屑形态 也不一致，且随ap值的增加，钛合金切屑基本上呈现由较 紧密的螺旋状，逐渐转变为松散的卷曲状的特点。
(1) ap=0. 82mm (2) ap=l. 82mm (3) ap=2. 94mm
图2不同貌削深度ap下钛合金的切屑形态
（2）每刀铁削体积和每刀貌削时间
每刀貌削体积，是指立貌刀在每个台阶面所切除的钛合 金体积总量，用
V表不，单位为mm-3。
总长度，用T表示，单位为s,实验结果用秒表测得。

（1） 钛合金切屑形成过程
在金属切削加工时，切屑卷曲是金属切削过程的一种基 本现象，当切屑沿前刀面流动时，切屑底层的流动速度较切 屑的其他部分缓慢得多，产生了滞留现象，并发生了二次塑 性变形，于是切屑以曲面形状弯曲。
图3切屑的形成过程示意图
TC4钛合金变形系数s约为1,加工时，经常出