钛合金TB6铣削参数对表面完整性的影响研究.pdf

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1、RESEARCH学术论文钛合金TB6铣削参数对表面完整性的影响研究丰EffectofMillingParameteronSurfaceIntegrityofTB6TitaniumAlloy西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室史恺宁靳琪超武导侠任军学姚倡锋【摘要】通过TB6钛合金的侧铣加工试验，研究了工艺参数对钛合金加工表面完整性的影响规律。试验结果表明：每齿进给量的变化对加工表面形貌和粗糙度的影响最大；增大每齿进给量和铣削宽度，表面残余压应力有所增大，残余应力影响层变深，材料的硬化深度和硬化程度也有所增大；每齿进给量和

2、铣削宽度的变化对塑性变形层的深度影响较小。关键词：TB6钛合金铣削工艺参数表面完整性lABSTRACT】BytheexperimentsofflankmillingofTC4titaniumalloy,theinfluenceofthemillingparam—etersonmachinedsurfaceintegrityisinvestigated．Theresultsshowthatthesurfaceroughnessandsurfacetopog-raphyisaffectedmostbythefeedpertooth．By

3、increasingthefeedpertoothandmillingwidth，theresidualstressofsurfaceisenhanced；thelayerofresidualstressisdeeper．Thehardeningdepthandhardeningdegreeofthematerialbecomesmore．Changingthefeedpertoothandmillingwidthmakesverylittledifferencetothedepthofplasticdeformationlayer

4、．Keywords：TB6titaniumalloyMillingparam-eterSurfaceintegrity钛合金作为高强度材料，以其优异的综合力学性能、低密度以及良好的耐蚀性和耐热性，在航空航天工业和生物材料制造业上得到了广泛应用。而随着航空航天工业对高强度、高韧度、低质量及热稳定性和抗蚀性日益增长的要求，近B型和B型钛合金虽然价格较高但应用越来越广泛。TB6钛合金是美国钛金属公司(TIMET)于20世纪70年代初研制成功的高强、高韧、并具有优良热加工性的近B型钛合金。该合金能有效减轻结构件的重量，在飞机机身、机翼和起落

5、架结构中使用该合金代替同等强度的30CrMnSiA的结构钢，可减轻重量约40％，用TB6钛合金代替TC4可减轻结构重量约20％，因此对于航空航天领域，该合金具有广泛的应用+国家自然科学基金(50975237，51005184)、国家科技重大专项(2009ZX04014-053)资助。空间⋯。但是钛合金的切削加工性较差，不利于获得好的加工表面质量，影响钛合金构件的服役使用性能。国内外学者对钛合金铣削加工表面完整性进行了大量的研究。I．S．Jawahir【2’等对零件制造材料去除过程中的表面完整性特征研究的最新进展进行了综述性报道。A．

6、L．Mantle【3】等对高速铣削1一TiAl合金表面完整性进行了研究，采用其所选择的加工参数可以使表面粗糙度均低于1．5pm，硬化层深度达到300¨m，表面具有残余压应力且大于500MPa，后刀面磨损和切削速度对残余应力影响最大。J．Sun和Y．B．Guo【41对端铣TC4钛合金表面完整性进行了研究，进给速度和切宽增加，表面粗糙度值升高，切削速度对粗糙度的影响较小，进给方向和切削方向上都为残余压应力，但是切削速度和进给速度对残余应力的影响不一致。微观组织分析显示B相减少，并有部分畸变，表层显微硬度最大值比机体的高出70％。90％。

7、C．H．Che—Harona[5娟1等对高速铣削TC4从表面粗糙度、残余应力、微观组织和显微硬度等几方面进行了系统研究。J．D．PuertaVelasqueza【”针对TC4钛合金研究了铣削速度从20～660m／min的情况下，表面残余应力和表层微观组织的变化，随着铣削速度的增加，较大的塑性变形层的厚度也在增加。杜随更【8I等在对平底刀铣削TC4钛合金时研究发现，铣削速度在一定范围内提高时，表面质量越来越好。杨振朝[9-101等初步研究了TC4高速铣削加工时，铣削参数对表面完整性的影响机理。从目前国内外对钛合金铣削加工的表面完整性研

8、究现状来看，主要集中在对TC4这种d+B相钛合金进行研究，而对于相对更难加工的B相钛合金TB6的表面完整性研究较少。机械加工表面质量对零件尤其对高强度钢零件的使用性能具有重要的影响，具体表现为对零件疲劳性能、腐蚀性能、耐磨性、稳定性和