论文部分内容阅读
钛合金以其耐腐蚀性好、比强度高等优越性能在工业应用中很受欢迎,但由于其切削加工性能较差,加工成本很高,一定程度地阻碍了它的推广使用,因此深入研究钛合金切削机理、提高其加工效率已成为目前迫切需要解决的问题。相对于加工钛合金常用的硬质合金刀具,聚晶金刚石(PCD)/聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具在钛合金的高效高质加工中具有不可替代的优势,但目前很少有PCD/PCBN刀具加工钛合金的切削性能对比研究。藉此,本文对比研究了PCD/PCBN刀具切削钛合金TC4的性能差别,同时探讨了钛合金的切屑侧流、切削机理,为加工钛合金的生产实际提供一定的理论依据。首先,通过刀具磨损试验对比研究了两种刀具的磨损量、磨损形态和磨损机理。试验结果表面：低速、小进给量的条件下,PCD刀具磨损量小于PCBN刀具；高速、大进给量的条件下,PCBN刀具的磨损量小于PCD刀具。PCD刀具的主要磨损形式为微崩刃、后刀面磨损,主要磨损机理为粘结磨损和扩散磨损；而PCBN刀具的主要磨损形式为微崩刃、剥落、后刀面磨损以及沟槽磨损,主要磨损机理为粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损；相比之下,PCD的磨损主要为热作用机理导致的磨损,而PCBN刀具磨损较复杂,是热作用和化学作用共同导致的磨损。其次,在不同切削用量的条件下,进行了两种刀具加工TC4钛合金的表面粗糙度试验。结果表明：PCBN刀具加工钛合金TC4的表面粗糙度均好于PCD刀具；两种刀具的加工表面粗糙度与切削用量的关系基本一致：进给量影响最大,切削深度其次,切削速度影响最小；通常高速、低进给、小切深条件下加工表面的粗糙度值较小,但切削深度小于0.05mm时,加工表面粗糙度值反而有增大趋势。最后,通过观察切屑的微观形貌探讨了钛合金的切削机理与切削侧流。结果表明：当速度超过40m/min或者进给量超过0.08mm/r时,钛合金切屑开始从带状切屑向锯齿形切屑转变；随着进给量的增大,齿距逐渐增大,带倾角缓慢减小,锯齿化程度增大；随着切削速度的增大,齿距逐渐增大,带倾角减小,锯齿化程度增大；钛合金加工时的切屑侧流随着进给量增大而增大,随着切削速度增大而减小,并对切削速度较为敏感。