钛合金具有比强度高、耐热性和耐蚀性好等优良性能,在各工业领域特别是航空航天领域得到越来越广泛的应用。同时,钛合金的热导率低、弹性模量小、化学活性高,易导致刀具的严重磨损,是一种典型的难加工材料。由于航空工业对钛合金产品的要求越来越高,钛合金的高速切削已经受到人们的重视。本文重点研究了高速铣削钛合金时的切削力、切削温度、刀具磨损、加工表面完整性以及零件疲劳寿命等问题。1.高速铣削钛合金切削力的试验研究研究了铣削用量、刀具磨损以及不同的工件材料对铣削力的影响,分析了铣削力在不同坐标系中的变化规律,并对铣削力的频域特性进行了研究,探讨了铣削时高频振动和冲击对铣削力的影响。2.高速铣削钛合金切削温度的试验研究采用夹丝热电偶测温方法对钛合金铣削温度进行了测量,对测温原理和所测热电势信号的物理意义进行了分析,得到了切削刃经过切削弧区时的最高温度和温度变化规律。此外,研究了铣削速度、刀具磨损和其他切削条件对切削温度的影响。3.刀具耐用度和磨损机理研究通过切削试验对铣削用量和刀具耐用度的关系进行了研究,建立了不同刀具材料的耐用度经验公式。采用扫描电镜和能谱仪对刀具的磨损形态进行了分析,并探讨了高速铣削钛合金时的刀具磨损机理。4.加工表面完整性研究研究了高速铣削钛合金时加工表面的粗糙度、金相组织、加工硬化和残余应力的情况,分析了铣削用量和刀具状态对表面完整性的影响,研究结果表明高速切削在一定程度上可以改善已加工表面完整性。5.高速铣削对钛合金试件疲劳性能影响的研究采用疲劳对比试验,研究了铣削速度对疲劳寿命的影响规律,并对疲劳试件断口进行了分析。结果表明在一定范围内提高切削速度有利于改善零件的疲劳性能。