阻燃鈦合金高效銑削技術研究.pdf

1、Ti40阻燃鈦合金是我國為解決航空發(fā)動機“鈦火”問題而研制的β相Ti-V-Cr系鈦合金，它在航空發(fā)動機機匣零件中具有廣闊應用前景。Ti40阻燃鈦合金屬于典型的難加工材料，切削加工效率低、工具壽命短、加工成本高是制約該類材料應用的重要原因。有鑒于此，本文以Ti40阻燃鈦合金材料及其機匣型槽為加工對象，開展了Ti40阻燃鈦合金材料的高效銑削加工技術研究，闡明了工具、工藝、冷卻等關鍵問題，據此獲得了機匣型槽粗加工端銑與精加工側銑的優(yōu)化工藝，為

2、實現Ti40阻燃鈦合金材料及其機匣零件的高效加工提供了理論和技術支持。
　　本文完成的主要研究工作及取得的創(chuàng)新成果如下：
　　（1）Ti40阻燃鈦合金的銑削加工性評價。對比研究發(fā)現，Ti40阻燃鈦合金的銑削加工性遠差于TC4鈦合金，其主要原因在于Ti40阻燃鈦合金的銑削溫度更高，從而導致刀具壽命短；通過三類七種刀具的對比銑削加工，優(yōu)選出適合加工 Ti40阻燃鈦合金的刀具為 Ti(C,N)-Al2O3復合涂層硬質合金刀具；在此

3、基礎上，進一步發(fā)現油冷澆注有利于提高Ti40阻燃鈦合金粗加工端銑的刀具耐用度，而低溫噴霧射流更適宜于精加工側銑。
　?。?）Ti40阻燃鈦合金銑削刀具失效機理研究。粗加工端銑Ti40阻燃鈦合金時，前刀面月牙洼磨損、裂紋、后刀面溝槽磨損、涂層材料的貝殼狀崩落以及微崩刃是Ti(C,N)-Al2O3復合涂層硬質合金刀具主要的失效形態(tài)，而嚴重的溝槽磨損是刀具快速磨損的重要原因。同時，也闡明了低溫噴霧射流冷卻比油冷澆注更有利于提升精加工側銑

4、刀具耐用度的原因，以及PCD刀具在精加工側銑Ti40阻燃鈦合金過程中的主要失效機理。
　?。?）Ti40阻燃鈦合金粗加工端銑的工藝優(yōu)化研究。對比銑削實驗發(fā)現，正弦變進給可比常規(guī)進給、線性變進給更加有效地提高粗加工端銑的刀具耐用度。同時，確定了影響正弦變進給加工效果的主要因素及其優(yōu)化值（包括每齒進給量變化幅值、變化周期時間、每步持續(xù)時間等），闡明了變進給銑削Ti40阻燃鈦合金過程中的刀具磨損行為。在此基礎上，提出了粗加工端銑機匣型槽

5、的優(yōu)化工藝，并與原工藝進行了對比分析，展現了新工藝的優(yōu)勢。
　　（4）Ti40阻燃鈦合金精加工側銑的工藝優(yōu)化研究。采用響應曲面法對影響低溫噴霧射流冷卻效果的因素進行了分析，優(yōu)化液體流量為83mL/min。同時，研究發(fā)現 Ti(C,N)-Al2O3復合涂層硬質金刀具精加工側銑Ti40阻燃鈦合金的優(yōu)化切削溫度為437℃，由此確定了不同的工藝參數組合。在此基礎上，提出了Ti40阻燃鈦合金機匣型槽精加工側銑的優(yōu)化工藝參數；與原工藝相比，新