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钛合金高速切削过程中,刀具的快速磨损严重降低了刀具寿命、切削效率及其加工精度。因此,改善刀-屑界面的摩擦学性能具有重要的现实意义。目前,表面织构刀具的研究表明,表面织构结合一定的润滑条件能够有效地降低切削力、切削温度及刀-屑界面的摩擦系数,这给钛合金切削加工过程中刀具磨损的抑制提供了一条可能的途径。本文选择硬质合金(YG8)和聚晶金刚石(PCD)作为表面织构刀具材料,在干切削和低温MQL条件下,分别开展了微沟槽刀具切削钛合金的基础试验研究。主要研究工作包括:(1)设计了刀具表面微沟槽的形状和参数范围,进行了微沟槽刀具正交切削钛合金的三维有限元建模。为了减少激光加工微沟槽过程中的尺寸误差,提高加工精度,开展了微沟槽刀具制备平台的搭建和研究。(2)通过自行搭建的激光加工试验平台,以YG8和PCD作为刀具材料,研究了光纤激光器的工艺参数对微沟槽加工的影响,通过工艺参数的综合优选,在不同刀具材料表面实现了微沟槽尺寸和形貌的控制。(3)通过正交切削Ti6Al4V钛合金的试验,研究了YG8微沟槽刀具、YG8无沟槽刀具、PCD微沟槽刀具、PCD无沟槽刀具以及YG8刀具表面的微沟槽参数分别在干切削和低温MQL条件下,对切削力、平均摩擦系数和刀具表面抗粘结效果的影响。通过仿真和试验结果,对比分析了干切削条件下微沟槽刀具和无沟槽刀具对刀-屑界面摩擦状况的影响。(4)对比分析了YG8微沟槽刀具和PCD微沟槽刀具切削减摩效果,并从刀-屑接触长度、刀-屑界面润滑膜的形成、刀具表面TiC粘结层的形成等方面探讨和揭示了表面织构刀具的切削作用机理。