钛合金工件表层材料切削过程的试验研究

发布时间：2022-10-30 11:09

　　在切削加工过程中,很多因素都会影响到表面质量。表面质量又对工件的使用性能有直接影响。因此对表面质量的研究是十分必要的。本文以纯钛及钛合金为例,通过试验研究、理论分析以及模型建立相结合的方法对车削加工时切削力、刀具振动和表面粗糙度进行研究。主要研究内容和结论如下:（1）采用单因素试验的方法,改变切削用量,对工业纯钛TA2和钛合金TA15、TC4、TC18四种棒材进行车削试验。制作金相试样,观察材料表层微观组织结构。发现对于同种材料,当进给量变大时,表面微观组织结构变化越大,表面变质层厚度越大。切削速度与切削深度的改变对表面微观组织结构的影响不明显。当切削参数均相同时,TA2与TC4两种材料相比较,TA2的表层微观组织变化较大。（2）以表面粗糙度作为表面质量的衡量标准,通过对纯钛TA2和钛合金TA15、TC4、TC18四种棒材的表面粗糙度试验,研究切削用量对表面质量的影响规律。结果表明:进给量对表面粗糙度影响最大,进给量越大,表面粗糙度越大,表面质量越差。当切削参数均相同时,四种钛系金属材料中TC18的表面粗糙度值最大,最小的为TA15。（3）通过观察材料表层显微形貌,发现存在一道一道竖条... 

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 切削机理研究现状
    1.3 切削力研究现状
    1.4 切削振动研究现状
    1.5 表面粗糙度研究现状
    1.6 研究思路
    1.7 课题来源及主要研究内容
第2章 切削试验与数据测量
    2.1 车削试验
    2.2 试验材料
    2.3 车削试验参数
    2.4 表面粗糙度测量试验
    2.5 车削力测量试验
    2.6 振动加速度测量试验
第3章 纯钛及钛合金材料表层特性分析
    3.1 切削用量对表层特性的影响
        3.1.1 已加工表层微观特性
        3.1.2 切削参数对表层微观特性的影响
    3.2 切削用量对表面质量的影响规律
        3.2.1 切削速度对纯钛及钛合金表面质量的影响
        3.2.2 进给量对纯钛及钛合金表面质量的影响
        3.2.3 切削深度对纯钛及钛合金表面质量的影响
    3.3 材料属性对纯钛及钛合金表面质量的影响
    3.4 本章小结
第4章 切削力对表面质量影响的试验研究
    4.1 切削力对纯钛及钛合金表面质量影响的试验研究
        4.1.1 纯钛及钛合金切削力试验结果
        4.1.2 切削速度不同时切削力对纯钛及钛合金表面质量的影响
        4.1.3 进给量不同时切削力对纯钛及钛合金表面质量的影响
        4.1.4 切削深度不同时切削力对纯钛及钛合金表面质量的影响
    4.2 材料特性对纯钛及钛合金切削力的影响
    4.3 本章小结
第5章 刀具振动对表面质量影响的试验研究
    5.1 刀具振动测量试验
        5.1.1 刀具振动信号的采集与预处理
        5.1.2 空转与停机试验
    5.2 纯钛及钛合金刀具振动试验时域分析
        5.2.1 纯钛及钛合金振动信号的时域结果与分析
        5.2.2 切削速度不同时振动加速度对纯钛及钛合金表面质量的影响
        5.2.3 进给量不同时振动加速度对纯钛及钛合金表面质量的影响
        5.2.4 切削深度不同时振动加速度对纯钛及钛合金表面质量的影响
    5.3 材料特性对纯钛及钛合金振动加速度的影响
    5.4 切削速度对振动特性及切屑形态的影响
    5.5 本章小结
第6章 刀具振动特性随进给量变化对表面质量影响规律的研究
    6.1 振动加速度随进给量变化频域分析
    6.2 表面形貌随进给量变化情况
    6.3 随进给量变化切削力对振动加速度的影响
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]工业纯钛切削过程表面三维形貌研究[J]. 王晨羽,徐碧聪,颜世晶,李金泉.  沈阳理工大学学报. 2018(04)
[2]钛合金切削过程刀具振动特性研究[J]. 颜世晶,徐碧聪,辛奇,李金泉.  制造技术与机床. 2018(08)
[3]金属切削加工振动机理及工程消除方法[J]. 杨新一,张文明,王勃,兰起洪,李奔.  新技术新工艺. 2018(05)
[4]复杂工况数控车削加工振动敏感点测试与分析[J]. 杨泽青,张俊峰,张炳寅,刘丽冰,张艳蕊.  机械科学与技术. 2018(10)
[5]经验模态分解在切削振动信号分析中的应用[J]. 贾广飞,孙师泽,武哲.  河北工业科技. 2018(03)
[6]基于动态切削过程仿真的外圆车削稳定性判定[J]. 仇健.  机械工程学报. 2019(03)
[7]超声振动车削TC4钛合金的切削性能研究[J]. 胡智特,秦娜,刘凡.  机械设计与制造. 2018(02)
[8]利用振动频谱预测刀具磨损量[J]. 库祥臣,郭跃飞,段明德,曹贝贝.  机械设计与制造. 2017(10)
[9]TA15钛合金切削振动与表面质量关系研究[J]. 周培培,李金泉,许立福,范鹏飞.  工具技术. 2016(05)
[10]材料动态性能对高速切削切屑形成的影响规律[J]. 王兵,刘战强.  中国科学:技术科学. 2016(01)

博士论文
[1]SiCp/Al复合材料薄壁件高速铣削机理实验研究[D]. 焦可如.长春理工大学 2016
[2]高速切削锯齿形切屑形成过程与形成机理研究[D]. 苏国胜.山东大学 2011
[3]面向钛合金铣削的变齿距立铣刀研究[D]. 皇攀凌.山东大学 2011
[4]高速铣削加工表面质量的研究[D]. 王素玉.山东大学 2006
[5]高速切削稳定性及其动态优化研究[D]. 唐委校.山东大学 2005

硕士论文
[1]高速切削工件材料表层微观特性研究[D]. 徐碧聪.沈阳理工大学 2018
[2]钛合金车削用PCD刀具优选及切削参数优化[D]. 李克强.哈尔滨理工大学 2013
[3]高速铣削钛合金Ti6Al4V的刀具磨损研究[D]. 牟涛.山东大学 2009



本文编号：3698778