钛合金Ti6Al4V多工步切削加工表面完整性研究

发布时间：2021-05-22 02:40

　　钛合金由于其耐高温、耐腐蚀和比强度高等优点,广泛应用于航空航天、海洋和化工等高端装备制造业。然而由于钛合金导热系数低和弹性模量小等固有特性,给实际生产加工带来非常大的难度。同时,钛合金由于耐磨性差限制了其使用范围。本文主要研究在多工步切削加工过程中,上一工步切削参数变化对下一工步已加工表面完整性的影响,以及研究已加工表面的摩擦磨损特性,并对钛合金多工步加工进行分步调控和切削参数优选。本文通过设计单因素实验,对钛合金进行多工步切削加工。分别进行两工步和三工步加工,研究在多工步切削加工过程中,粗加工表面层显微硬度变化对已加工表面完整性的影响规律。结果表明,粗加工表面层显微硬度标准差受粗加工切削参数影响非常明显。粗加工表层显微硬度标准差越大,精加工后表面粗糙度越大,表面形貌越质量越差,表面显微硬度标准差越大,表面层微观组织晶粒被拉伸,扭曲越严重。在三工步切削加工过程中,当粗加工切削深度较大时,半精加工在一定程度上会削弱粗加工表面层硬化,减弱对精加工表面完整性的影响,提高表面完整性。沿进给量方向对多工步切削加工表面进行摩擦磨损实验,分析已加工表面完整性对摩擦磨损特性的影响,本文主要考虑已加工表... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 钛合金性能及其切削加工特点
        1.2.1 钛合金性能
        1.2.2 钛合金切削加工特点
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 钛合金单工步切削加工的表面完整性研究现状
        1.3.2 钛合金多工步切削加工表面完整性研究现状
        1.3.3 钛合金摩擦磨损的研究现状
    1.4 存在的主要问题
    1.5 本文主要研究内容
第2章 钛合金多工步切削加工表面形成过程分析
    2.1 单工步已加工表面形成过程
    2.2 切削加工参数对加工表面完整性的影响
    2.3 多工步切削加工过程
        2.3.1 加工试样表面圆度
        2.3.2 上一工步对下一工步的影响
        2.3.3 多工步切削加工工艺参数选择依据
        2.3.4 每一工步切削深度分配原则
    2.4 多工步切削加工表面形成过程
    2.5 本章小结
第3章 钛合金多工步切削加工表面完整性实验研究
    3.1 钛合金多工步切削加工实验
        3.1.1 工件材料和实验设备
        3.1.2 实验方案
    3.2 钛合金多工步切削加工表面显微硬度
        3.2.1 显微硬度测量
        3.2.2 粗加工及半精加工表面层显微硬度
        3.2.3 粗加工表层100μm及精加工表面显微硬度
    3.3 钛合金多工步切削加工表面粗糙度与三维形貌
    3.4 钛合金多工步切削加工表层微观组织
        3.4.1 试样制备
        3.4.2 微观组织
    3.5 本章小结
第4章 钛合金多工步加工表面摩擦特性研究
    4.1 摩擦实验
    4.2 摩擦系数
        4.2.1 摩擦系数曲线分析
        4.2.2 切削参数对摩擦系数曲线变化的影响
    4.3 磨损量
    4.4 表面摩擦微观形貌
    4.5 表面磨损机理
    4.6 本章小结
第5章 钛合金多工步切削加工工艺参数优选及分步调控
    5.1 多工步切削参数优选以及工步步数确定
    5.2 表面摩擦特性的分析指标
        5.2.1 稳定摩擦阶段时间长度Δt
        5.2.2 磨损量
        5.2.3 表面微观磨损形貌
    5.3 钛合金多工步加工表面完整性对摩擦特性的影响
        5.3.1 表面粗糙度与表面形貌对初期摩擦阶段的影响
        5.3.2 显微硬度以及表层微观组织对稳定摩擦阶段的影响
    5.4 钛合金多工步切削分步调控与切削参数优选
        5.4.1 钛合金多工步切削分步调控
        5.4.2 钛合金多工步切削参数优选
    5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]面向能效的多工步数控铣削工艺参数多目标优化模型[J]. 陈行政,李聪波,李丽,肖溱鸽.  计算机集成制造系统. 2016(02)
[2]热处理对TA15钛合金摩擦磨损性能的影响[J]. 王昉,缪强,梁文萍,任蓓蕾,裴秋旭.  材料热处理学报. 2015(S1)
[3]TC4钛合金表面镀Cu摩擦磨损性能的研究[J]. 姚小飞,谢发勤,王毅飞,吴向清.  稀有金属材料与工程. 2012(12)
[4]温度对TC4钛合金磨损性能和摩擦系数的影响[J]. 姚小飞,谢发勤,韩勇,赵国仙,吴向清.  稀有金属材料与工程. 2012(08)
[5]TCll钛合金表面渗锆层组织及其摩擦学性能[J]. 姜爱龙,张平则,黄俊.  机械工程材料. 2011(09)
[6]钛合金切削加工特点及刀具材料选用[J]. 杜敏,姜增辉,冯吉路.  航空制造技术. 2011(14)
[7]钛合金切削加工技术研究进展[J]. 陈五一,袁跃峰.  航空制造技术. 2010(15)
[8]TC4钛合金高速铣削参数对表面完整性影响研究[J]. 杨振朝,张定华,姚倡锋,任军学,杜随更.  西北工业大学学报. 2009(04)
[9]导热能力对TC4合金高速干摩擦及其热行为的影响[J]. 闫镇威,张永振,邱明,杜三明,王观民.  润滑与密封. 2007(05)
[10]高速切削加工表面残余应力的产生和控制[J]. 郭培燕,王素玉,冯桢,李明艳.  工具技术. 2007(03)

硕士论文
[1]零件多工步车削加工变形的参数优化[D]. 曹博然.北京理工大学 2016
[2]钛合金高速切削加工机理的仿真研究[D]. 邓小野.沈阳理工大学 2012



本文编号：3200823