TB6钛合金铣削表面完整性试验研究

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1、TB6钛合金铣削表面完整性试验研究ExperimentalResearchonSurfaceIntegri略ofTB6TitaniumAUoy北京卫星制造厂周子同北京航空航天大学崔季陈志同中航工业昌河飞机工业(集团)有限责任公司徐义平【摘要】通过选取3个系列的参数，研究了铣削参数对TB6钛合金铣削表面完整性(表面粗糙度、加工硬化和残余应力)的影响，得出结论：线速度在低于40r11／min或高于100m／min时均可得到较低的粗糙度值；进给量是影响粗糙度的主要因素，随着每齿进给量．正由0．04mlIl／z逐渐上升到O．12mIIl／z的过程中，粗糙度R。持续

2、上升，最后达到了0．45仙m。随着线速度的增大，硬化率呈逐步下降趋势，而硬化层深度则先保持基本平稳，然后下降的趋势；进给量增大会使硬化程度略微增加；切深的变化对加工硬化影响并不明显。在TB6钛合金铣削过程中，已加工表面均呈现出压应力状态，这说明刀具后刀面与已加工表面的挤光效应对残余应力的产生起主导作用。关键词：TB6表面完整性加工硬化率残余应力表面粗糙度【ABSTRACT】Byselectingthethreearraysofpa-rameters，theinfluencesofmillingparametersonthesur．faceintegri够(

3、workhardening，residuals仃ess蛐dsurfaceroughness)ofTB6arestudiedandtheconclusionismade．Thesurfaceroughness(尺。)islowerwhenthe111illingve—locity(K)islowerthan40m／minorhigherthan100lIl／min．Thefeedingrate优)isthekeyparameter也atinnu·ences尺。．Whenitincreasesfrom0．04mm／zto0．12mm／z，月。raisesto0

4、-45肛m．WiththeincreaseingofK，meharden·ingratedecreases，whilethehardeningdepthstayss切bleat6rstandbecomessmallerthen．TheworkhardeningmteisincreasingwiththeincreaseingofZwhilethechangesof口。shownoobviousimpactonworkhardeningrate．Du卜ingthemillingprocessofTB6，compressionsn_essOccursinthe

5、milledface，whichindicatesthatthepressillgoftooli衄uencesthemostwhenresidualstress印pears．Keywords：TB6Surfaceinte喇够Workharden-ingratelbsidualstI．essSuI’f．aceroughnessDOI：lO．16080椰ssnl671—833x．2015．08．066钛合金具有强度高、密度小、机械性能好、韧性和抗66航空制造技术·2015年第8期蚀性能好的特点，主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构

6、件。但是，钛合金切削性能差，具体表现在切削温度高、单位面积切削力较大、刀具易磨损等方面。如果选择了不恰当的加工参数或者工艺，这些不利因素会对零件表面完整性造成不利影响，从而影响到钛合金零件整体的疲劳性能。国内外学者对钛合金表面完整性已经进行了积极的研究。杨振朝等⋯研究了高速铣削参数对TC4钛合金表面完整性的影响，得出结论：铣削速度从113m／min增加到301m／min时，硬化深度随铣削速度的升高而减小，而当铣削速度升高到377m／min时，硬化深度略有增大。umbrello等旺1研究发现，使用更低线速度或者加工过程中使用冷却液时会使硬化率提高。Ginti

7、ng等口1通过非涂层和涂层刀具干铣钛合金Ti一6242s试验得到结果：在切削参数相同条件下，非涂层刀刀具磨损后，工件表面硬度增大值稍有降低，但会增加硬化层硬度峰值，且会略微增加硬化深度。国内外学者对钛合金的表面完整性已经进行一些研究，对TB6材料的研究有一定的参考价值。但对TB6材料铣削表面完整性的研究仍然欠缺，本文将从表面粗糙度、加工硬化和残余应力3个方面对TB6表面完整性现象进行研究，为TB6铣削加工过程优化提供依据与方法。1表面完整性及其评价标准Field等首先引入了表面完整性的概念，将它定义为在机械加工过程中或者其他表面处理过程中产生的表面强化状态

8、。所谓表面完整性是指控制加工工艺方法造成的零件表面及亚表面材料的物