TC4钛合金大气压冷等离子体射流辅助微铣削研究

发布时间：2020-05-08 11:53

【摘要】：大气压冷等离子体射流辅助微铣削是将气体电离后产生的冷等离子体射流喷向切削区域进行冷却润滑的一种加工方法,可有效改善切削区域的冷却润滑环境,是一种具有广泛应用前景的切削技术。论文在分析不同微铣削加工方法的基础上,从冷等离子体射流产生原理与方法入手,进行了一系列理论与试验研究,对冷等离子体射流放电参数、冷等离子体射流对固体表面润湿性及材料力学性能影响、冷等离子体射流对微铣削过程中切削力、切削温度及表面完整性的影响进行了分析与研究。论文的主要研究工作如下:为研制出可有效输送至刀具-工件界面的冷等离子体射流,利用自行设计的大气压冷等离子体射流发生装置,探究不同放电参数对冷等离子体射流尺寸及温度的影响。在大气压条件下,以氮气作为工作气体,放电形式为裸电极放电,放电电压U=1.53 kV,氮气流量Q=12 L/min,喷嘴出口直径D=2.5 mm时,可获得均匀、稳定且尺寸较长的冷等离子体射流,且射流宏观温度接近室温。为探究冷等离子体射流辅助切削机理,在分析冷等离子体射流对固体表面改性原理的基础上,分别利用冷等离子体射流对钛合金进行表面改性试验和拉伸试验。结果显示,大气压冷等离子体射流可在短时间内提高金属表面的润湿性,使表面改性为超亲水,且不会明显改变表面微观形貌;同时,冷等离子体射流可有效降低金属材料的断裂强度,为冷等离子体射流辅助TC4微铣削改善切削加工性提供了理论依据。为检验冷等离子体射流对TC4钛合金辅助微铣削时切削加工性能的影响,在冷等离子体射流等多种气氛中进行微铣削试验,研究了冷等离子体射流对切削力、切削温度、表面粗糙度、表面微观形貌及残余应力的影响规律。试验结果表明,冷等离子体射流可降低TC4钛合金微铣削过程中的切削力及切削温度,有效改善已加工表面质量,且冷等离子体射流结合雾化冷却具有更佳的效果。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG54

【参考文献】