国产刀具和进口刀具切削钛合金的测试研究.pdf

精密制造与自动化2 0 1 7 年第3 期$。e。3 0 工艺与装备3 0国产刀具和进口刀具切削钛合金的测试研究木邹左明(四川信息职业技术学院四川广元6 2 8 0 1 7)摘要钛合金是一种难加工材料，如何提高加工效率和表面质量一直是航空航天工业等行业急需解决的问题。钛合金以耐腐蚀、强度高等优越性能在工业应用中很受欢迎，但由于钛合金切削性能较差，国内大多数采用进口刀具，价格昂贵，从而加工成本非常高，因此深入研究国产刀具加工钛合金测试研究己成为目前迫切需要解决的问题。对两种类型的钛合金加工刀具进行对比，为以后研究加工钛合金刀具提供技术参考。关键词钛合金测试研究进行对比目前，我国己成为世界飞机零部件制造的重要生产国。在航空发动机零件当中大量采用镍基合金(I n c o n e l 7 1 8)和钛合金(T i 6 A 1 4 V)带i J 造，对于这些超强度、工艺性能差的材料，加工非常困难，目前国内的研究水平还比较低。伴随着航空航天领域难加工材料的应用逐渐增多，刀具作为切削加工的主要因素之一，其在解决航空航天材料的加工难题和难加工材料的研究中起到至关重要作用。随着近几年国家大量科研经费的投入，我国的刀具技术突飞猛进，逐渐向发达国家靠齐，刀具切削性能显著提高。1刀具性能测试方法根据测试要求，将钛合金铣削性能测试总体方案分为不考虑特征和考虑特征两种加工情况；切削性能分为切削力、表面质量、切屑形态和切削变形等4 种；性能测试因素包括切削速度、进给量、轴向切深、径向切深等。每进行一次刀具铣削性能测试，对切削力、表面质量、切屑变形量、切削变形量和刀具磨损量进行测量记录。部分特征试件的切削力和变形分析由A d v a n tE d g e 和A N S Y S 软件完成。2刀具应用验证对比对3 组国内外相同类型的钛合金加工铣刀进行加工性能、磨损、寿命验证对比，得到每组刀具在相同切削参数及加工特征下的表面质量、刀具磨损、破损等切削数据，以验证国产钛合金加工铣刀的加工性能。同时，通过验证对比，分析不同型号刀具的抗磨损能力，根据表面的粗糙度分析刀具的磨钝现象，并建议合理的换刀时间。2 1对比刀具性能对比刀具明细如表l 所示，每组对比刀具包含3 把国产和1 把进口刀具，并且每组刀具的切削刃数、切削直径、圆弧刃半径均相同。表1 性能对比刀具列表对比组国产刀具型号进口刀具型号刀具直径(m m)齿数Z圆弧刃半径(m m)lD X T I Z Y 4 G、V r 1 2+3 6 6 0 I BJ D X T I z Y 4 G N l 1 2*3 6 6 0 R 31 2432D X T I Z Y 4 G W l l6*2 4*5 0 R 3J D X T I Z Y 4 G N T 1 6 2 4 5 0 R 31 6433D X T I Z Y 5 G N T 2 5 5 0 6 5 R 3J D X T l Z Y 5 G N T 2 5 5 0 6 5 R 3 12 553四川省应用基础研究(重大前沿)项目编号：2 0 1 5 J Y 0 2 8 1万方数据邹左明国产刀具和进口刀具切削钛合金的测试研究2 2性能验证对比每组对比刀具均采用本项目优化后的国产刀具切削工艺参数进行顺铣加工，每次采样按照等切削路径进行，即刀具每切削7 5 0 m m 行程后(根据每组刀具实际切削状况每次切削行程略有不同)，机床停机，采集加工零件的表面质量和刀具刃口的磨损、破损记录。测量完成后继续切削，每7 5 0 m m测量一次，直至达到刀具刃口磨钝标准，性能验证对比工艺参数见表2。表2 性能验证对比工艺参数对比组口口(m m)口P(m m)(r a m r a i n)五(r a m z)刀具型号D x T I Z Y 4 G W T 1 2*3 6*6 0 R 311 00 51 2 00 1J D X T I Z Y 4 G N T 1 2*3 6*6 0 R 3D X T I Z Y 4 G W T 1 6*2 4*5 0 R 321 011 5 00 1 2J D X T I Z Y 4 G N l l6*2 4*5 0 R 3D X T I Z Y 5 G N T 2 5+5 0*6 5 R 331 01 51 5 00 1 2J D X T I Z Y 5 G N T 2 5 5 0 6 5 R 3 12 3 验证对比结果以对比组3 为例，说明性能对比结果。使用粗出现的刀具磨损、破损现象等数据记录如表3 和表糙度仪和数码显微镜对对比组3 的加工验证过程中4 所示。2 4 加工验证数据表3 对比组3 的性能验证数据(3 把国产刀具的综合数据)D X T I Z Y 5 G N T 2 5*5 0*6 5 R 3切削行程表面粗糙度刀具磨损量现象描述(m m)刃u