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1、第31卷第15期武汉理工大学学报Vol.31No.152009年8月JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYAug.2009DOI:10.3963/j.issn.1671-4431.2009.15.009不同刀具材料高速车削钛合金的性能研究李友生,邓建新,李甜甜,李剑锋(山东大学机械工程学院,济南250061)摘要:使用硬质合金刀具、硬质合金涂层刀具和CBN刀具在相同切削参数下进行钛合金(T-i6A-l4V)的高速车削实验。实验表明:CBN刀具使用寿命最长,其次是硬质合金涂层刀具;切削加工过程中,CB
2、N刀具的切削力比较稳定,硬质合金刀具和涂层刀具的切削力随着不断切削而迅速增大,切削过程中,涂层刀具的切削力比硬质合金刀具的切削力小;3种刀具的前刀面磨损形式均不同于常规月牙洼磨损,而是切削刃处磨损最大的斜面磨损,3种刀具材料的磨损机理都有磨粒磨损、粘结磨损和扩散磨损,其中在硬质合金刀具和涂层刀具的磨损边缘区还发生氧化磨损。关键词:刀具材料;钛合金;刀具寿命;磨损机理中图分类号:TG501文献标识码:A文章编号:1671-4431(2009)15-0029-04PerformanceofDifferentCuttingToolMaterialsi
3、nHigh-speedTurningTitaniumAlloysLIYou-sheng,DENGJian-xin,LITian-tian,LIJian-feng(SchoolofMechanicalEngineering,ShandongUniversity,Jinan250061,China)Abstract:Straightcementedcarbidetool,coatedcarbidetoolandCBNcuttingtoolwereusedtohigh-speedturntitaniumalloys(T-i6A-l4V)inthesamecu
4、ttingparameters.Theresultsoftrialwereanalyzed,anditisfoundthatthecuttinglifeofCBNtoolislongest,andthesecondoneiscoatedcarbidetool.Duringtheprocessofmachining,thecuttingforcesofCBNtoolareverystable,astostraightcementedcarbidetoolandcoatedcarbidetool,theircuttingforcesincreaserapidl
5、y,andthecuttingforcesofcoatedcarbidetoolaresmallerthanthatofcementedcarbidetoolduringmachiningprocess.Thewearformsofrakefaceofallcuttingtoolmaterialsisnotcraterwear,butslopeplanewearwiththemaximumwearatthecuttingedge,andthewearmechanismofthreekindsoftoolmaterialsincludesabrasivewe
6、ar,adhesionwearanddiffusion,meanwhileoxidationwearisfoundatthewearedgeofcementedcarbidetoolandcoatedcarbidetool.Keywords:toolmaterial;titaniumalloys;cuttinglife;wearmechanism[1-2]钛合金具有比强度高、热强度高、抗腐蚀性好等优良特性,在航天、航空等领域越来越受到青睐,它已经被广泛应用于军事和民用领域。同时,由于钛合金材料本身还具有导热系数小、高温化学活性大、弹性模量低、与其它
7、金属材料摩擦系数大等特性,即使在较低的切削速度下切削加工钛合金也会出现切削温度[3-5]高、刀具磨损严重、刀具寿命低以及加工表面质量差等现象。这使得钛合金成为一种典型的难加工材[6]料。目前普遍认为切削加工钛合金时,当切削速度大于60m/min即为高速切削。国外许多学者对钛合[7,8]金材料的高速切削加工进行了一定的研究探讨,而目前国内学者对钛合金的高速切削加工研究非常少,[9]其中南京航空航天大学的苏宇和何宁等人使用了涂层刀片在冷却和润滑的条件下进行了高速铣削钛合收稿日期:2009-03-22.基金项目:国家自然科学基金(50675120)和教育部博士点
8、基金(20070422012).作者简介:李友生(1981-),男
