钛合金TC4铣削试验研究.doc

钛合金TC4饨削试验研究
钛合金TC4铢削试验研究
摘要：本文通过对TC4钛合金锻件进行单因素铢削实验，得 出其切屑形态随着饨削深度ap的增大将由紧密螺旋状逐渐变为松散 状的结论。通过牲削率模型，找到了在特定铢削速度和进给速度下， 铢削钛合金TC4饨削试验研究
钛合金TC4铢削试验研究
摘要：本文通过对TC4钛合金锻件进行单因素铢削实验，得 出其切屑形态随着饨削深度ap的增大将由紧密螺旋状逐渐变为松散 状的结论。通过牲削率模型，找到了在特定铢削速度和进给速度下， 铢削钛合金的最佳深度范围，对于钛合金铢削加工具有生产指导意义。
关键词：钛合金；切屑形态；铢削深度；铁削体积；牲削时间； 铢削率
0引言
钛合金具有质量轻、强度高、高温性能好、耐腐蚀等许多优点. 在航空航天、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，B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牲削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290mniX192 mmX65nini,其 化学成分见表lo
表1 TC4钛合金的化学成分％


2实验结果及分析
1实验结果
(1)不同铢削深度下牲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 铢削深度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。
ap=O. 82mm (2) ap=l. 82mm (3) ap=2. 94mm
图2不同铢削深度ap下钛合金的切屑形态
每刀铁削体积和每刀铢削时间
每刀铁削体积，是指立铢刀在每个台阶面所切除的钛合金体积总 量，用V表示，单位为mm-3o
总长度，用T表示，单位为s,实验结果用秒表测得。
2. 2实验分析
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