第4期 2017年4月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)04012505
DOI: 10. 13462/j. cenki. mmtamt. 2017. 04. 032
新型超高强钛合金TB17铣削加工表面完整性试验研究
杜舜尧"，陈明和"，朱知寿”，王新南
No.4 Apr.2017
(1.南京航空航天大学机电学院，南京210016;2.北京航空材料研究院先进钛合金航空科技重点实验室，北京100095）
摘要：采用硬质合金刀具对TB17钛合金进行铣削加工试验，研究了刀具前角、后角和螺旋角对钛合金加工表面完整性的影响。结果表明：在试验参数范围内，TB17钛合金铣削加工表面均呈现为残余压应力；前角增大，表面粗糙度和表面显微硬度增加，表面残余压应力先减小后增加；表面粗糙度和表面残余压应力均随着后角的增大而减小：螺资角增大，表面粗粒度和表面残压应力均呈现出先减小后增加的趋势；TB17钛合金铣削加工表面形貌由均匀间隔突起的棱春与深浅不一的沟槽组成，
刀具儿何参数和刀具磨损状态会对加工表面形貌产生显著的影响。关键词：TB17钛合金；刀具几何参数；铣削；表面完整性
中图分类号：TH162;TG506
文献标识码：A
Experimental Research on Surface Integrity of Milling New Ultra-High
Strength Titanium Alloy TB17
DU Shun-yao', CHEN Ming-he', ZHU Zhi-shou’, WANG Xin-nan
( 1. College of Mechanical and Electrical Engineering , Nanjing University of Aeronautics and Astronautics , Nan-jing 210016 , China;2. Aviation Key Laboratory of Science and Technology on Advanced Titanium Alloys, Bei-jing Institute of Aeronautical Materials, Beijing 100095, China)
Abstract: Milling experiments for TB17 titanium alloy were carried out using uncoated cemented carbide eaes results show that residual compressive stress could be detected on all the machined surfaces in the range of experimental parameters. Surface roughness and surface microhardness increased as well as surface residual compressive stress first decreased and then increased with the increase of rake angle. The larger the clearance angle was, the smaller the surface roughness and surface residual compressive stress were. Surface rough-ness and surface residual compressive stress both showed the trend of first decreasing and then increasing with the increase of helix angle. Surface morphology of milling TB17 titanium alloy consisted of evenly spaced ridges and grooves with different depths. Tool geometry parameters and tool wear condition had sig nificant effects on machined surface morphology.
Key words: TB17 titanium alloy; tool geometry parameters; milling; surface integrity
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引言
钛合金由于具有比强度高、韧性好、耐腐蚀、抗螺变以及热处理性能优异等特点，而广泛应用于航空航天、军事、化工等领域(15)。但是钛合金是一种典型的难加工材料，在加工过程中存在变形系数小、单位面积切削力和切削热较高、化学活性大、刀具磨损严重、润滑和冷却效果不佳等问题，这些因素均会对加工零件的表面完整性产生不利的影响，从而降低零件的表面光洁度、尺寸精度以及整体的服役性能。因此，研究钛合金在切削
收稿日期：20160719；修回日期：20160802
加工过程中的表面完整性是具有重要意义的[6-9]
目前，国内外学者们对钛合金切削加工过程中的表面完整性进行了大量的研究。Filho"]等研究了切削速度、进给量和切削深度对车削Ti-6.A1-4V钛合金表面粗糙度、车削力以及抗腐蚀性能的影响，并采用响应曲面法进行了优化。Karkalos{"]等对Ti-6AI-4VELI钛合金进行了铣削加工试验，并结合数学分析方法与软件技术建立了预测加工表面粗糙度的模型。田身刚12等通过三维斜角切削有限元模型，研究了切削速
*基金项目：航空重点基金项目(20153021001
作者简介：杜舜光(1991—），男，南京人，南京航空航天大学预土研究生，研究方向为钛合金加工表面完整性，（E-mail)739324766@q-com 万方数据