钛合金,ti6a14v具有比强度高、耐热性和耐蚀性好等优良性能,被广泛应用于航空航天工业,然而由于其导热系数低、化学活性高、弹性模量小等特点使其成为典型的难加工材料,引起加工过程中刀具磨损破损严重、生产效率低、加工表面质量差、生产成本高等制造工艺难题。本文以高速铣削钛合金ti6a14v为研究对象,通过研究高速铣削ti6a14v过程中切削力、切削温度、表面完整性为基础,综合分析研究了硬质合金刀具高速铣削ti6a14v过程中刀具的...
钛合金以其优异的综合机械性能已成为航空工业中应用较为广泛的材料之一,而钛合金为难加工材料,其较低的热导率以及高的化学活泼性极大地降低了钛合金的切削加工性。目前,对于Ti6A14V钛合金的高速切削加工,仍以性价比较高的WC—Co硬质合金刀具为主。但在高速切削钛合金时,由于工件与刀具接触表面的温度很高,而且温度梯度很大,刀具材料中的W、C、Co等元素以及工件材料中的Ti、Al、V等元素会各自迅速向对方扩散,造成刀具的快速磨损。刀具与工件问的扩散磨损,是高速切削钛合金时,影响硬质合金刀具寿命的主要因素之一。为了有效提高钛合金材料的切削加工性,延长刀具的使用寿命,一般在钛合金的高速切削加工过程中,会采用不同的冷却润滑方式,进行辅助切削。而切削介质对于钛合金高速切削过程的影响是多方面因素的综合结果,通过实验手段单纯分析其冷却或润滑等效果较为困难,因此可借助有限元模拟技术进行相关分析。
在刀具磨损的理论计算与分析方面,一般采用经典的泰勒公式或改进的泰勒公式进行刀具寿命的预测。而在刀具磨损率的理论模型研究方面,有A.M01inari等建立的刀具扩散磨损模型,Jiang Hua等建立的基于Co扩散的硬质合金刀具月牙洼磨损预测模型,以及R.F.Silva等建立的高速切削过程中铁合金/氮化硅摩擦副的化学磨损模型等。这些理论模型都是在简化切削条件和切削过程的基础上得到的,在实际应用中很难定量地确定各种磨损的磨损量,但可以用来定性分析不同切削条件下刀具的磨损过程。本文在参考已有刀具扩散磨损模型的基础上,利用有限元软件Deform计算刀具扩散磨损模型所需要的刀具/工件接触区的温度与相对滑动速度等基本变量,对高速切削钛合金时的刀具扩散磨损进行预测,进而分析切削介质的冷却与润滑作用对刀具扩散磨损率的影响。
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