收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

超硬刀具高速铣削钛合金的基础研究

刘鹏  
【摘要】:钛合金具有比强度高、热强度高、抗断裂性高、耐腐蚀性好等优良特性,在航空航天、化工、船舶和核技术等领域得到了广泛的应用。钛合金同时具有导热系数小,高温化学活性高,弹性模量低,摩擦系数大等特性,易导致其加工性能差。目前国内外钛合金加工主要采用硬质合金刀具,切削速度一般在60m/min左右,大大限制了钛合金的加工效率,如何实现对钛合金材料进行高效精密加工成为一个亟待解决的难题。聚晶金刚石刀具(Polyerystalline Diamond,简称PCD)可以实现对钛合金的高效精密加工,与硬质合金刀具相比具有切削速度高、刀具耐用度长等优势。本文针对TA15钛合金材料,开展了超硬刀具高速铣削钛合金的基础研究,主要研究工作包括以下方面: 1.高速铣削钛合金的超硬刀具设计。结合钛合金的高速切削加工特点和超硬刀具高速铣削钛合金的试验,设计出适用于钛合金高速铣削的PCD刀具,有效的控制了高速断续切削中超硬刀具的崩刃。利用有限元分析技术,模拟了PCD刀具高速切削TA15钛合金时切削刃上的接触应力场,分析了刀具的几何参数对刀具破损的影响,验证了刀具参数设计的合理性。 2.超硬刀具高速铣削钛合金切屑形态研究。通过高速铣削TA15钛合金试验,对比研究不同刀具材料、不同切削用量以及不同刀具磨损状态对切屑宏观和微观形貌的影响及其原因。借助金相试样显微分析方法,研究刀具材料、切削用量和刀具磨损对切屑变形的影响,寻找锯齿化程度、集中剪切频率、剪切角和滑移角随切削用量的变化规律。 3.超硬刀具高速铣削钛合金刀具耐用度研究。通过利用三维视频显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段,对不同切削速度下的刀具磨损状态进行跟踪测量,对比研究了高速精加工TA15钛合金时PCD和硬质合金刀具的耐用度及其影响因素,观察和研究PCD和硬质合金刀具高速铣削钛合金时的刀具磨损形貌,为进一步阐述刀具的磨损机理奠定基础。 4.超硬刀具高速铣削钛合金刀具磨损机理研究。首先从刀具—工件摩擦副的摩擦学特性入手,搭建了模拟高速切削过程的摩擦磨损试验平台,开展了高速滑动摩擦磨损试验,采用单点和双点快速热电偶标定法,对所使用的自然热电偶进行了标定。定量对比分析了PCD和硬质合金与TA15钛合金摩擦副之间的摩擦磨损特性,深入分析了速度和载荷对两种摩擦副的摩擦系数、摩擦温度以及摩擦磨损形貌的影响,借助扫描电镜和能谱分析手段,对摩擦磨损机理进行了探讨,在此基础上探讨了高速铣削TA15钛合金时PCD刀具的磨损机理。 5.超硬刀具高速铣削钛合金表面完整性的研究。借助三维视频显微镜、显微硬度仪和表面粗糙度仪等仪器,研究了铣削用量、刀具磨损对表面完整性的影响规律。建立了表面粗糙度的理论模型和预测模型。研究了铣削用量和刀具磨损对加工硬化和表层显微组织的影响。利用有限元分析和试验相结合的方法,研究了切削速度对表层残余应力的影响,分析了残余应力的形成机理。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张雷,李迎;高速铣削的非线性建模[J];兵工自动化;2002年06期
2 马晓云,林建平;淬硬模具钢SKD61的高速铣削加工研究[J];机械工程材料;2004年06期
3 韩宏阁;;高速铣削所用刀具的研究[J];农业机械化与电气化;2006年02期
4 马金河;王芊;;高速切削工艺的实践经验研究[J];机电产品开发与创新;2007年03期
5 ;EDM和高速铣联袂出击[J];现代制造;2008年08期
6 孙全平,廖文和;自识别加工残区的高速铣削刀轨生成算法研究[J];南京航空航天大学学报;2004年01期
7 付敏,郑敏利,杨志韬;球头铣刀高速铣削铝合金表面粗糙度研究[J];哈尔滨理工大学学报;2004年03期
8 胡家国;高速铣削铝合金表面微观形貌分形机理研究[J];工具技术;2005年03期
9 查文炜,刘必荣;淬火钢的高速铣削试验和机理研究[J];盐城工学院学报(自然科学版);2004年04期
10 卢守中;;矩形花键轴的高速铣削探索[J];机械;1982年03期
11 林永豪;;高速铣削花键轴的经验[J];机械工人.冷加工;1956年01期
12 张华;;高速铣与EDM的完美契合点[J];现代制造;2008年08期
13 神余道夫;周桂春;;高速铣削式切管机[J];重型机械;1980年02期
14 罗冬梅;锻模的高速铣削[J];世界制造技术与装备市场;1997年04期
15 刘战强,万熠,艾兴;高速铣削过程中表面粗糙度变化规律的试验研究[J];现代制造工程;2002年03期
16 刘战强,万熠,艾兴;高速铣削过程中表面粗糙度变化规律的试验研究[J];现代制造工程;2002年12期
17 孙全平,廖文和,盛亮;复杂多曲面高速铣3轴精加工刀轨优化算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年03期
18 王华侨;模具高速铣削加工技术及其数控编程实例应用[J];模具制造;2005年03期
19 晓林;高速铣削代替EDM加工硬金属[J];世界制造技术与装备市场;1995年02期
20 朱钦泽;EDM和高速铣削加工表面完整性的对比[J];模具技术;2001年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 解希娟;;高速铣削机器人在模具制造中的应用[A];第十五届全国汽车检测技术年会论文集[C];2011年
2 肖军民;;3Cr2Mo模具钢高速铣削力数学模型的研究[A];首届珠中江科协论坛论文集[C];2011年
3 高会文;万宝文;;高速铣工艺在薄板零件加工中的应用[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
4 张帅;徐九华;葛英飞;傅玉灿;边卫亮;;SiC_p/Al复合材料高速铣削耐用度及工艺优化研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
5 杨斌;徐九华;傅玉灿;耿国盛;苏林林;;钴基高温合金的高速铣削试验研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
6 秦哲;王成勇;周莉;胡映宁;林一松;;模具制造中的高速铣削技术[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
7 雷宇;王顺江;卜堃;范有光;;高速主轴中刀具的夹紧[A];第四届十三省区市机械工程学会科技论坛暨2008海南机械科技论坛论文集[C];2008年
8 吴欣;张柳;徐锋;;钛合金零件高速铣削刀具磨损的试验研究[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年
9 杨斌;徐九华;傅玉灿;耿国胜;苏林林;;高速铣削钴基高温合金的铣削力研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
10 肖军民;;一种薄壁盘类高精度零件的创新数控加工工艺[A];2008年全国机电企业工艺年会《新兴铸管杯》工艺论坛征文论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘鹏;超硬刀具高速铣削钛合金的基础研究[D];南京航空航天大学;2011年
2 汪振华;防锈铝合金弱刚度复杂构件高速铣削工艺研究[D];南京理工大学;2009年
3 张忠松;自由曲面高速铣削工艺规划与自主决策技术[D];吉林大学;2011年
4 刘刚;纸基蜂窝芯零件高速铣削加工固持系统[D];浙江大学;2004年
5 姜彬;高速面铣刀切削稳定性及其结构化设计方法研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
6 陈建岭;钛合金高速铣削加工机理及铣削参数优化研究[D];山东大学;2009年
7 万熠;高速铣削航空铝合金刀具失效机理及刀具寿命研究[D];山东大学;2006年
8 王素玉;高速铣削加工表面质量的研究[D];山东大学;2006年
9 宋清华;高速铣削稳定性及加工精度研究[D];山东大学;2009年
10 周莉;高性能石墨高速铣削加工研究[D];广东工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐熙庆;高速铣削稳定性预测及软件开发[D];山东大学;2010年
2 王乐;发动机缸盖高速铣削工艺参数优化[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 高生祥;基于高速铣削的ABS铝合金液压阀体加工研究[D];浙江工业大学;2012年
4 罗汉兵;钛合金高速铣削刀具失效及加工表面质量实验研究[D];山东大学;2011年
5 陆洁;球头铣刀高速铣削淬硬钢切削力建模与实验研究[D];湖南科技大学;2010年
6 王园伟;Inconel 718高速铣削工艺参数优化[D];山东大学;2011年
7 黄文斌;超高强度钢30Cr3SiNiMoVA高速铣削工艺参数优化研究[D];上海交通大学;2011年
8 毛文亮;薄壁零件高速铣削振动与变形研究[D];兰州理工大学;2011年
9 苏彬;6005A铝合金车体结构件高速铣削仿真及参数优化[D];大连交通大学;2011年
10 陈建满;高速铣削表面形貌的仿真与实验研究[D];南京航空航天大学;2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈金良 曹昊;打造中国超硬刀具名牌[N];中国工业报;2003年
2 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
3 本报记者 徐俊霞;GF阿奇夏米尔 No.1公司在中国多元市场的新策略[N];机电商报;2008年
4 金陵;哈理工高效刀具系列研发获进展[N];中国工业报;2008年
5 胡晓群 刘艳 李冬梅;数字化技术与设备推动加工技术发展[N];中国航空报;2005年
6 通讯员 沈峰;成飞集成科技股份有限公司成功路演[N];中国航空报;2007年
7 本报记者 兰海侠;电加工机床前景看好 国内电加工行业呼唤产业升级[N];机电商报;2008年
8 莫言;透视日本石材机械工具业[N];中国建材报;2006年
9 炳桢;加快刀具关键技术的开发应用[N];中国工业报;2003年
10 孟朝红 程文;创新:塑机业超越先进的突破口[N];中国化工报;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978