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《哈尔滨理工大学》 2011年
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精密切削钛合金Ti6Al4V刀具刃口作用机理及应用研究

杨树财  
【摘要】:钛合金Ti6Al4V作为一种综合性能优良的轻合金材料,具有比强度高、耐腐蚀、耐热等优良特性,广泛应用于航空航天等领域,是目前应用较为广泛的高温钛合金。在航空航天领域,为了提高产品性能、质量及其稳定性和可靠性,并且增加零件之间的互换性,以提高生产效率,因此广泛致力于提高零件的加工精度,进而对零件精密切削加工技术提出了更高的要求。 在精密切削过程中,由于受加工尺度与刀具特征参数的共同影响,将发生一系列特有的加工现象和机理。刀具参与切削部分主要集中在刃口区域,刃口区的物理性能、机械强度、几何参数对切屑的形成以及切削过程力-热特性将起到至关重要的作用。与常规切削条件相比,精密切削时,刀具前刀面参与切削的面积减小,刀刃附近区域将承担主要的材料去除工作,精密切削机理发生改变,单位切削力显著上升,且刀具在切削过程中的受力、受热主要集中于切削刃处。刀具刃口对切削过程的影响较为显著,此时刃口结构及刃口参数对切削变形和材料去除的影响不容忽视。精密切削加工刀具刃口作用机理,已成为精密切削加工中亟待解决的关键问题之一。因此,本文进行精密切削钛合金Ti6Al4V时刀具刃口作用机理及应用研究,对于揭示钛合金这类难加工材料精密切削加工过程的基本规律,完善精密切削加工理论和刀具刃口设计理论具有重要理论价值和实际意义。 研究钛合金切削过程中,切削参数对切屑形状及切屑微观形态的影响规律,确立了研究刃口作用机理的工艺条件;通过激光扫描共焦显微镜检测刀具刃口几何参数,结合钛合金精密切削有限元分析和切削实验,研究了精密切削Ti6Al4V时,不同刃口结构及特征参数对切屑形成的影响规律,揭示了精密切削过程中刀具刃口对切屑形成的作用机理。 基于经典切削力模型,建立了考虑刀具刃口作用下钛合金精密切削加工二维正交切削力学模型;采用切削数值仿真分析和切削实验研究钛合金精密切削过程中刀具刃口作用下的切削力学特性;通过建立刃口作用下的二维直角切削力模型,为控制切屑初始流向、刀具刃口切削性能评价、刃口结构优化设计提供了重要的理论依据。 在研究切削热产生和传出的基础上,根据二维切削温度模型,建立了考虑刀具刃口钝圆半径的钛合金切削剪切面及前后刀面平均温度模型;通过数值仿真分析,研究了钛合金切削过程中刃口附近区域温度分布状态,并结合钛合金精密切削实验,研究刀具刃口作用下钛合金切削热特性。 建立了考虑刃口钝圆半径影响时判定切屑分离位置的切削厚度模型;在研究刀具变形对切削厚度影响基础上,建立了精密切削钛合金过程中的极限切削厚度模型,并通过二维直角切削实验结果验证所建极限切削厚度模型;根据刃口作用机理和极限切削厚度研究结果,进行刃口作用下钛合金膜盘精密切削加工研究,所选刀具和切削参数有效提高了钛合金膜盘表面质量及面型精度。
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG501

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李飞;冮铁强;姚斌;郑敏;;硬质合金可转位刀具刃口切削综合仿真研究[J];工具技术;2013年02期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗翔;正交切削切削刃钝圆上分流点的研究[J];广东工业大学学报;1997年01期
2 于彥波;朱忠业;刘德荣;;切削刀具刃口半径ρ值的测定[J];工具技术;1986年12期
3 刘战强,黄传真,万熠,艾兴;切削温度测量方法综述[J];工具技术;2002年03期
4 韩满林;李一民;赵威;;高速切削Ti6Al4V钛合金时切削温度的试验研究[J];工具技术;2008年06期
5 张士军;刘战强;刘继刚;;涂层刀具切削温度研究现状[J];工具技术;2009年01期
6 吴永孝;微量车削与超精车削加工法[J];哈尔滨工业大学学报;1980年02期
7 杨健;;钛合金在飞机上的应用[J];航空制造技术;2006年11期
8 全燕鸣;何振威;豆勇;;碳钢高速车削中基于量热法的切削热分配[J];华南理工大学学报(自然科学版);2006年11期
9 卢文祥 ,邓小明 ,李宗保;刀具刃口圆半径ρ值的测定[J];华中工学院学报;1984年01期
10 罗正川;刀具切削刃圆弧在精密切削中的作用[J];华中理工大学学报;1988年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王宇;PCBN刀具高速精密硬态切削机理与应用技术[D];哈尔滨理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘胜;钛合金正交切削的温度场和切削力仿真与试验研究[D];南京航空航天大学;2007年
2 李甜甜;PCBN高速切削钛合金实验研究[D];山东大学;2008年
3 刘学杰;薄壁零件加工的切削力模型分析与试验研究[D];南京航空航天大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐燕杰,苗恩铭,陈晓怀;热膨胀系数同弹性模量数学模型分析[J];安徽纺织职业技术学院学报;2003年01期
2 肖冰;康凤;胡传凯;舒大禹;黄树海;宁海青;;国外轻质结构材料在国防工业中的应用[J];兵器材料科学与工程;2011年01期
3 郭晓光;郭东明;康仁科;金洙吉;;单晶硅纳米级磨削过程中磨粒磨损的分子动力学仿真[J];半导体学报;2008年06期
4 胡广魁;;连续退火炉内辊型对带钢瓢曲张力影响的试验研究[J];宝钢技术;2011年02期
5 李文;张文全;张德远;;换能器电学性能与振动切削力关系及监测方法[J];兵工学报;2011年02期
6 朱立达;于天彪;王宛山;;正交车铣加工切削力仿真分析[J];兵工学报;2012年04期
7 王伟;贠超;孙坤;王媛媛;;机器人修形磨削工具坐标系的精确标定方法[J];北京航空航天大学学报;2009年06期
8 丁原,唐武生;LY12铝合金的冰盘抛光纳米加工实验研究[J];长春大学学报;2004年04期
9 苗忠;郭延民;周航星;;超精密切削表面划伤机理及控制[J];长春大学学报;2009年08期
10 骆红云,焦红,范猛,王立江;金刚石刀具与精密超精密加工技术[J];长春光学精密机械学院学报;2000年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 于洋;熊柏青;惠松骁;叶文君;付艳艳;;Ti-6Al-4V-0.1B合金铸态组织的高温变形行为[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
2 蔡奋飞;崔春翔;刘双进;;时效工艺对Ti-3Al-2V-10Mo-9Nb-1Zr-0.5Cr合金显微组织和力学性能的影响[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第三卷)[C];2011年
3 许斌;吝章国;贾耿伟;谷凤龙;;汽车用冷轧板表面色差缺陷的研究[A];河北省2010年炼钢—连铸—轧钢生产技术与学术交流会论文集(上)[C];2010年
4 张利军;薛祥义;常辉;;我国航空航天用钛合金材料[A];第三届空间材料及其应用技术学术交流会论文集[C];2011年
5 王先逵;赵彤;杨树国;;精密特种加工是先进制造技术的重要发展方向[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
6 张勤俭;刘媛;叶书强;;计算机仿真技术在聚晶金刚石精密加工技术中的应用[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
7 沙爱学;王庆如;李兴无;;航空用高强度结构钛合金的研究及应用[A];第九届材料科学与合金加工学术会议专刊论文集[C];2004年
8 卑喜敏;苏宁;;枪钻的技术研究[A];探索 创新 交流(第4集)——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年
9 孙宝元;曾其勇;卢俊;柏平;黄尚诚;刘维;;化爆材料的切削温度与切削力在线实时监控研究[A];全国生产工程第九届年会暨第四届青年科技工作者学术会议论文集(二)[C];2004年
10 刘昕;雷永平;巩水利;;TC4钛合金电子束焊缝形状对力学性能的影响[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马金奎;滑动轴承非线性轴心轨迹的瞬态与周期特性研究[D];山东大学;2010年
2 黄俊;新型亚稳态β钛合金Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr-0.5Fe循环变形机理及疲劳断裂性能研究[D];合肥工业大学;2011年
3 柴京富;集群磁流变效应研磨刷研抛工具加工机理研究[D];广东工业大学;2011年
4 乔阳;高效切削粉末冶金高温合金的加工性研究[D];山东大学;2011年
5 沈学会;超声振动辅助铣削加工技术及机理研究[D];山东大学;2011年
6 皇攀凌;面向钛合金铣削的变齿距立铣刀研究[D];山东大学;2011年
7 梁良;面向绿色切削的热管刀具散热性能研究[D];华南理工大学;2011年
8 鲁世红;高速切削锯齿形切屑的实验研究与本构建模[D];南京航空航天大学;2009年
9 蒋永翔;复杂制造系统加工稳定性在线监测及寻优控制关键技术研究[D];天津大学;2010年
10 佟富强;TN85金属陶瓷球面偶件ELID超精密磨削技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宁铮;TC4钛合金微弧氧化膜层的摩擦性能研究[D];南昌航空大学;2010年
2 李倩;钛合金激光熔覆工艺与形状修复试验研究[D];大连理工大学;2010年
3 刘海涛;刃口钝化对PCBN刀具切削性能影响的研究[D];大连理工大学;2010年
4 宋庭科;PCBN刀具车削镍基高温合金切削性能研究[D];大连理工大学;2010年
5 孙博;储箱壁板网格加工专用铣床的研制[D];大连理工大学;2010年
6 王乐;轮廓曲面铣削加工的让刀误差研究[D];大连理工大学;2010年
7 易鑫;功能陶瓷精密CMP抛光工艺参数决策优化的研究[D];湘潭大学;2010年
8 党淼;TA11本构关系及叶片微观组织模拟研究[D];沈阳理工大学;2010年
9 杨刚;Ni基高温合金切削性能试验研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 岳彩旭;硬态切削过程的有限元仿真与实验研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈章燕;研究切削过程的新方法[J];北京工业大学学报;1989年02期
2 段春争;王敏杰;李国和;蔡玉俊;;高速切削锯齿形切屑内绝热剪切带微观特征研究[J];爆炸与冲击;2007年01期
3 陈恩平;切削力经验公式的试验研究[J];燕山大学学报;2004年04期
4 段春争,王敏杰;切削高强度结构钢形成的绝热剪切带微结构观察[J];大连理工大学学报;2004年02期
5 王殿龙;陈劲枰;;基于BP神经网络的切削力预报[J];大连理工大学学报;2005年06期
6 王守安;加工薄壁件用的粗——精切立铣刀[J];工具技术;1991年02期
7 秦占江;立式钻铣刀[J];工具技术;1991年03期
8 袁哲俊,周明;加速发展我国的精密和超精密加工技术[J];工具技术;1994年02期
9 陈明,袁人炜,薛秉源,张明贤,史兴宽,张书桥;铝合金高速铣削中切削温度动态变化规律的试验研究[J];工具技术;2000年05期
10 刘战强,艾兴;高速切削刀具的发展现状[J];工具技术;2001年03期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 刘献礼;[N];机电商报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 文东辉;PCBN刀具硬态切削机理及技术[D];大连理工大学;2002年
2 段春争;正交切削高强度钢绝热剪切行为的微观机理研究[D];大连理工大学;2005年
3 曾其勇;化爆材料动态切削温度的薄膜热电偶测量原理及传感器研制[D];大连理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 刘成文;金属切削加工过程的有限元分析[D];浙江大学;2002年
2 张华;金属切削过程仿真及其在断屑槽性能研究中的应用[D];南京航空航天大学;2004年
3 程林;二维金属切削应力场和温度场的数值模拟[D];合肥工业大学;2004年
4 梁文杰;硬态切削过程的有限元仿真[D];哈尔滨理工大学;2005年
5 于贻鹏;金属切削过程的有限元法仿真研究[D];大连理工大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋昌才;PCD与PCBN刀具在精密与超精密加工中的应用[J];江苏理工大学学报(自然科学版);2001年04期
2 詹捷,陈小安,王永刚,梁福军;工程陶瓷材料精密加工技术[J];机械工艺师;1998年06期
3 左武,鲍剑斌,陈永洁;超声波精密切削基本特性的研究[J];华中理工大学学报;1994年02期
4 王桂林;段梦兰;张德远;;高频超声椭圆振动精密切削[J];制造技术与机床;2010年03期
5 曾谊晖,刘忠,罗飞霞,柏春旺;CVD金刚石薄膜涂层刀具精密切削表面质量的研究[J];工具技术;2004年07期
6 孙俊兰,姜大志;精密切削中影响零件加工表面完整性的因素分析[J];盐城工学院学报(自然科学版);2002年04期
7 李晓舟;精密切削加工切削模型[J];工具技术;1994年08期
8 曾谊晖,刘忠,罗飞霞,柏春旺;CVD金刚石薄膜涂层刀具精密切削表面质量的研究[J];制造技术与机床;2004年09期
9 罗正川;刀具切削刃圆弧在精密切削中的作用[J];华中科技大学学报(自然科学版);1988年04期
10 李秀燕,唐宾,潘俊德,刘道新,徐重;Ti6Al4V无氢离子渗氮摩擦学性能的研究[J];稀有金属材料与工程;2003年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈善华;吴勇;G.Schumacher;;不同温度条件下氦离子注入对Ti6Al4V合金力学性能的影响[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第8册)[C];2009年
2 张洪玉;钱善华;;生物材料Ti6Al4V和316L表面蛋白质吸附与摩擦学特性研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
3 陈智勇;施雯;吴成鸿;徐润翔;;Ti6Al4V低温氧化处理对摩擦性能的影响[A];第七届全国表面工程学术会议暨第二届表面工程青年学术论坛论文集(二)[C];2008年
4 闫利平;;浅析刀具磨损[A];第十五届全国汽车检测技术年会论文集[C];2011年
5 锁红波;陈哲源;李晋炜;;电子束熔融快速制造Ti-6Al-4V的力学性能[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年
6 张晓饶;梁鑫;;提高油田井下钻铣刀具效率及寿命的研究[A];2010全国机械装备先进制造技术(广州)高峰论坛论文汇编[C];2010年
7 仇晓梅;;手机透镜及键盘加工行业数控铣刀具的合理选择与使用[A];天津市电视技术研究会2011年年会论文集[C];2011年
8 李金龙;马欣新;孙明仁;;Ti6Al4V合金等离子体基氧离子注入层的层状结构[A];第九次全国热处理大会论文集(二)[C];2007年
9 刘战强;王遵彤;万熠;艾兴;;基于实例推理的刀具材料选择系统的研究[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
10 李友生;邓建新;石磊;;加工钛合金刀具材料的抗氧化性能研究[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘峰;国产刀具要在高和专上下功夫[N];消费日报;2006年
2 本报记者 臧亚伟;袁哲俊解读中国刀具业发展直陈三大制约因素[N];机电商报;2006年
3 张丽娜;洋刀霍霍中国刀企还要磨刀几回?[N];消费日报;2006年
4 力纳;发展刀具业不能再错失良机[N];消费日报;2008年
5 王迅;硬质合金刀具材料不断推陈出新[N];中国有色金属报;2008年
6 刘献礼;PCBN刀具在中国市场的应用现状与思考[N];机电商报;2005年
7 ;国产五金刀具缘何受冷落[N];现代物流报;2006年
8 太原东山煤矿有限责任公司 王志荣;自润滑刀具材料研究[N];山西科技报;2006年
9 本报记者 臧亚伟;“二元结构”或破解中国刀具行业困局[N];机电商报;2006年
10 本报记者 陈蕾;模具行业发展呼唤装备业新技术[N];机电商报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨树财;精密切削钛合金Ti6Al4V刀具刃口作用机理及应用研究[D];哈尔滨理工大学;2011年
2 王晓琴;钛合金Ti6Al4V高效切削刀具摩擦磨损特性及刀具寿命研究[D];山东大学;2009年
3 范依航;高效切削钛合金Ti6Al4V刀具磨损特性及切削性能研究[D];哈尔滨理工大学;2011年
4 姜峰;不同冷却润滑条件Ti6Al4V高速加工机理研究[D];山东大学;2009年
5 陈光军;淬硬钢高速精密切削过程稳定性与表面塑性侧流研究[D];哈尔滨理工大学;2011年
6 张春燕;MQL切削机理及其应用基础研究[D];江苏大学;2008年
7 黄承敏;等离子浸没注入和多弧离子镀对纯钛及钛合金表面改性的基础研究[D];四川大学;2004年
8 王亚明;Ti6Al4V合金微弧氧化涂层的形成机制与摩擦学行为[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 张少婧;基于聚焦离子束技术的微刀具制造方法及关键技术的研究[D];天津大学;2009年
10 张辉;硬脆刀具材料的高温摩擦磨损特性及机理研究[D];山东大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘月萍;铣削Ti6Al4V刀具刃口钝化研究[D];山东大学;2010年
2 谢久明;金属精密切削切屑上卷半径研究[D];燕山大学;2010年
3 林琪;刀具和切削参数对Ti6AI4V立铣加工影响的仿真研究[D];山东大学;2012年
4 周明龙;Ti6Al4V表面生物活性膜的制备与性能研究[D];南京理工大学;2010年
5 黄丽仁;铣刀楔角对木塑材料切削过程中切削温度的影响[D];南京林业大学;2010年
6 李川平;Ti6Al4V钛合金动态本构模型与高速切削有限元模拟研究[D];兰州理工大学;2011年
7 邹浩波;高速切削加工表面粗糙度的研究[D];昆明理工大学;2006年
8 何建林;具有微结构功能表面的刀具及车削性能研究[D];华南理工大学;2011年
9 张峰;Ti6Al4V合金表面微弧氧化陶瓷膜的制备及摩擦磨损性能研究[D];太原理工大学;2012年
10 王持红;热处理工艺参数对等温淬火球墨铸铁切削加工性能影响的研究[D];苏州大学;2010年
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