切削参数对高速切削钛合金刀具磨损的影响

姚 远

（河南科技大学 应用工程学院，河南 三门峡 472000）

1 引言

高速切削加工技术不断发展，机械零件的加工对刀具提出了高效率、高可靠性、高精度和专用化的要求。钛合金具有密度小、抗腐蚀和耐高温等优良特性[1]，在飞机发动机和机身等零部件上得到了广泛应用。但是，钛合金热性能较差、硬度大，在切削过程中刀具磨损严重、加工表面质量差等成为切削加工的难题[2]。国内外学者对的刀具磨损机理做了大量研究；Sulaiman对Ti6Al4V硬质合金刀具进行研究，根据齿面磨损数据得出了刀具磨损行为；文献[4]对钛合金铣削过程进行了大量仿真实验，研究了切削参数对切削力的影响规律；文献[5]对刀具磨损机理进行了深入研究，得出硬质合金刀具后刀面以磨粒、扩散、黏结磨损为主，前刀面磨损以扩散磨损为主。文献[6]建立了Ti6A14V钛合金剪切带温度场模型，成功预测了前刀面和剪切区的平均温度，并分析了热塑性剪切失稳产生的条件。针对钛合金切削加工中刀具磨损严重、寿命低等问题，以Ti6A14V钛合金为研究对象，建立了切削力解析模型[7]，分别选取PCD和TiAlN涂层刀具，通过单因素实验对比研究切削参数对两种刀具高速铣削Ti6Al4V的切削力变化规律，对刀具的磨损形态进行了分析，探究切削参数对高速切削钛合金刀具使用寿命的影响，对提高国产刀具性能实现钛合金的高速高效切削有着重要的现实意义。

2 硬质合金涂层刀具高速铣削实验

2.1 实验设备与材料

（1）工件尺寸规格为（145×75×75）mm，工件材料为 Ti6Al4V航空钛合金[8]，工件材料物理性能和化学成分，如表1、表2所示。……