线速度所示极差可以看出如图较小 新型TC21钛合金高速铣削加工中的刀具磨损研究

新型TC21钛合金高速铣削加工中的刀具磨损研究

时间:2011年11月16日

文章发布时间:2015/2/8 14:56:14

 

 

湖南工商通报2014年二季度食品质量抽查检验结果分析:锁具企业在市场应用中的三板斧“海洋石油981”近七成钢材鄂钢供应出口退税率调高 国内刀具企业受益“丹佛”地板: 藝術與環保的集大成者

郑州宏超耐火材料有限公司耐火材料项目准予备案木门企业或可借鉴家居独立店潮流灯饰卖场未来的发展趋势是什么?汽车零部件市场发展良莠不均 应向标杆企业看齐棉织物节能印染迎变局未来制冷设备发展方向:迫切需要节能减排降低成本Glowfaster智能上衣闪光助跑工程机械多数投资类产品生产较快增长测控仪表产业的信息化发展趋势分析2月18日PTA华北地区市场行情疲软利好政策频出促空气能热泵烘干产业发展智能家居兴起 门窗业已迈入新科技时代史丹利五金工具已成为国内外众多知名工业企业的特供产品3.15来袭 LED照明等质量问题备受关注风机企业“稀土劫”常州光洋轴承存货占比过高 过度依赖大客户我国泵阀行业中高端领域展开国际竞争生物降解塑料行业发展的三大措施木门经销商需加强品牌运作能力 成功进驻新市场8月19日锦州石化苯酐价格稳定国际能源署:2035年风光电助可再生能源成电力首要来源涤纶长丝行情动态快报-盛泽化纤市场(02.09)LED照明品牌产品频上质量黑榜!谁之过?蓝色元素 卫浴间的水漾印象国资委要求 央企须完成节能减排任务玉柴将推动中高速发动机零部件产业园项目服装针织罗纹面料创意科技元素盛行指纹锁巨头:智能生活玩起来!卫浴企业进军电子商城 线上线下互利共存2011陶瓷卫浴业发展回顾剖析机署查嘉盛苑升降机断缆广州去年汽车及零部件进出口近43亿美元贵州黎平县多措并举确保木材生产经营规范化发展国内制药机械企业开始强调多元化发展中期期货:美国三大利好拖累油市 PTA震荡上行同质化行不通 卫浴企业加强创新经营原木成为日本木材出口到中国市场的主导商务部对全年外贸表示谨慎乐观十大环氧树脂耐磨地坪漆品牌的真假固力携手KESO 打造“锁具劳力士”中联重科河南滑县“种粮食” 提高土地利用率木门五金企业网络营销需多方面配合玖久丝绸喜获“技术创新先进企业”贵州水晶电石产销创新高2013中国陶瓷行业发展方向转向何方?中印光伏之争顺利解决 以“不征税”结案欧盟被判违规紧固件企业急待收复欧盟失地H&M等洋品牌服装甲醛含量超标大庆石化年120万吨乙烯裂解炉点火烘炉成功中建钢构上海分公司组织员工参观新四军旧址陕鼓动力为龙宇醋酸项目配套空分压缩机试车成功中国大气细颗粒物含量已位居全球之首圆锥滚子轴承和滚针轴承有哪些区别?稳增长政策连出 长三角外贸稳中向好浙江:舟山供水管网大规模清洗“肠胃”

欢迎访问e展厅
展厅
3
铣刀展厅
钨钢铣刀, 立铣刀, 整体铣刀, 盘铣刀, 螺纹铣刀, ...
<script></script><script></script><script></script><script></script><iframe allowtransparency="" frameborder="0" height="280" id="google_ads_frame2" marginheight="0" marginwidth="0" name="google_ads_frame2" scrolling="no" src="http://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-2107809714897817&output=html&h=280&slotname=5172147508&w=336&lmt=1374734807&ea=0&flash=11.5.502.146&url=http%3A%2F%2Ftech.newmaker.com%2Fart_50106.html&dt=1374734807171&shv=r20130718&cbv=r20130206&saldr=sb&prev_slotnames=9514001852&correlator=1374734806859&frm=20&adk=3498056484&ga_vid=1478669055.1374734807&ga_sid=1374734807&ga_hid=1094739801&ga_fc=0&u_tz=480&u_his=0&u_java=1&u_h=900&u_w=1440&u_ah=870&u_aw=1440&u_cd=32&u_nplug=0&u_nmime=0&dff=arial&dfs=12&adx=0&ady=0&biw=1423&bih=720&oid=3&ref=http%3A%2F%2Fcn.newmaker.com%2Fasrt_art%2F119%2F0%2F1.html&docm=7&fu=0&ifi=2&dtd=250" width="336"></iframe>

钛合金是航空航天工业中典型难加工材料,因其导热系数小,化学活性高,摩擦系数大,导致加工时,刀具磨损严重,严重影响了钛合金的加工效率和加工质量[1]。因此,研究刀具的磨损机理,防止刀具过早、过多磨损,以便延长刀具的使用寿命显得非常重要。

TC21钛合金是我国具有独立自主知识产权的第一个高强高韧损伤容限型钛合金[2],目前,国内同行仅对材料的物理、化学和力学性能进行了初步研究,在机械加工领域尤其是高速铣削[3]的研究还是一片空白。在实际加工中没有成熟的理论根据,只能不断摸索,总结优化。

TC21钛合金铣削比车削加工困难,铣削时切削刃区域容易与钛发生粘结,刀齿易崩刃,刀具耐用度低[4]。通过铣削刀具磨损试验以及扫描电镜(SEM)观察手段[5],来研究高速铣削TC21合金时刀具磨损的形式和形成机理,获得高效加工参数。

刀具磨损试验

1试验条件

试验材料选用尺寸为140mm×140mm×140mm的TC21钛合金,主要成分为Tr6Al-2Zr-2Sn-3Mo-1Cr- 2Nb。试验在三坐标数控加工中心TK5680上进行;使用的是美国SGS公司生产的带TiAlN涂层的整体硬质合金刀具(硬质合金K30,刀具直径为20mm,齿数为4),如图1所示。

newmaker.com

采用刀具磨损量体式显微镜测量系统,显微镜型号为Leica DMLM/11888605。采用扫描电子显微镜(SEM)JSM-6360LV对TC21钛合金不同加工方式下的刀具刀尖磨损微观形貌进行观察和分析,并利用SEM自带的能谱仪EDS对磨损产物进行成分的定性分析。

2试验方案

在评定刀具切削性能和研究试验时,都以刀具表面的磨损量作为刀具的磨钝标准[6-7]。根据国际标准ISO规定,以1/2切削深度处后刀面上测量的磨损带宽度作为刀具磨钝标准。

由于铣削加工刀具为4齿的整体硬质合金刀具,在铣削过程中,刀具4个齿均参与切削加工,磨损发生在4个齿上,为简化研究过程,在考察刀具磨损情况时,以磨损最为严重的齿的平均磨损量VB为考察对象。

针对钛合金切削加工的刀具磨损试验成本高昂、耗时巨大等缺点,为能用较少的试验次数取得较正确的试验结果,本文采用正交试验设计方法四因素三水平的L9(34)形式来安排试验,如表1所示。然后分别进行直观极差分析法、方差分析法研究切削加工刀具磨损试验结果。

newmaker.com

试验结果分析

1试验结果

铣削TC21钛合金材料,测得刀具磨损的正交试验结果以及对结果进行极差分析,如表2所示。分析结果可以看出各影响因素的极差关系为:RA>RB=RC>RD,由此可以得到影响刀具后刀面磨损量各因素的主次顺序为:线速度A>每齿进给量B=切削宽度C>切削深度D。

newmaker.com

对正交试验刀具磨损量进行极差分析,各影响因素对刀具后刀面磨损量的影响趋势直观图(图2)。从图中可以看出因素A对铣削加工时的刀具磨损影响最大,当铣削加工时线速度较低或较高均会造成刀具磨损严重;随着每齿进给量的增加,刀具磨损量单调递增;切削宽度变化时刀具磨损量存在最大值,切削深度变化时刀具磨损量存在最小值。

newmaker.com

从图2可以直观分析得到获得刀具后刀面磨损量较小的优化铣削加工参数组合方案:A2B1C3D2,即切削线速度为60m/min-1、每齿进给量为0.05mm/z、切削宽度为1.5mm,切削深度为20mm。

方差分析及F值显著性检验结果如表3所示。

newmaker.com

正常本次试验无空列,因D列偏差平方和较小,故以D列作为误差列。方差分析及显著性检验分析表明,对于给定显著水平α=0.01或0.05,只有因素A对刀具磨损程度的影响是最为显著的,其他因素对铣削加工中刀具磨损的影响不显著。

为分析铣削TC21的9种情况刀具磨损量随切削量的磨损行为,在最终切削相同的金属切除量的条件下,分别采集5个时间点做出刀具磨损量随切削量变化曲线,如图3所示。

newmaker.com

从图3中可以看到,当切削线速度为100m/min时,3种切削条件的刀具磨损都较其他情况严重,而线速度为60m/min时3种切削条件与20m/min磨损行为曲线规律近似,但磨损量降低。为实现高效加工工厂的实际切削速度有望从20m/min提高到60m/min。

2刀具磨损形态及行为的研究

2.1宏观分析

高速铣削航空钛合金时刀具受到更大的冲击,同时切削温度高导致切削过程有着强烈的化学作用,刀具的崩刃破损现象会出现更多,特别是粗加工,崩刃现象尤为严重。刀具在正交设计试验铣削钛合金TC21时,刀具后刀面磨损的的宏观形态,如图4所示(×100倍)。

newmaker.com

从图4可以看出,TC21-X-3、TC21-X-4、TC21-X-5、TC21-X-6这4组刀具的刀刃没有破损,只是涂层的磨损。其他组的刀具刀刃均有不同程度的崩刃现象。如果单从切削速度来考虑问题的话,在不同的铣削速度下,刀具后刀面磨损形态也是不同。在20m/min时,刀具后刀面磨损沿切削深度方向的分布,在靠近最大切深处的沟槽磨损比较严重,此处磨损带宽度的进展也较快。切削速度升高到60m/min,刀具磨损的现象明显降低,并且刀具后刀面磨损带主要发生在靠近切削刃中部的位置,且磨损带发展比较均匀,这将有利于延长刀具的使用寿命。当切削速度达到100m/min,刀具磨损加剧,最大切深线附近的沟槽磨损严重,其磨损带宽度和发展速度均超过其他部位。此时磨损带不是均匀发展,而是集中在最大切深处附近,使后刀面磨损很快达到磨钝标准。得到的结论是:铣削速度过低或过高时均磨损严重,导致出现崩刃现象,当铣削速度为60m/min时有利于刀具寿命的延长。另外,从图4中也可以看到钛合金铣削过程中,除在后刀面产生磨损带以外,切削刃附近的刀具材料会因摩擦和粘结等原因而受到磨损,使切削刃在整体上产生“后退”现象,并且不能保持其原来比较锐利的形状,切削力和切削温度进一步升高,使磨损过程加剧。

2.2微观分析

通过EDS分析了刀具涂层的元素情况,分析结果如表4所示。

newmaker.com

为了更进一步研究后刀面的磨损机理,再对磨损后的后刀面做EDS分析,从表5可以分析切削钛合金时刀具磨损的微观机制。

(1)存在粘结磨损现象,谱图2可以证实,测到了TC21钛合金的主要组成元素如Ti、Al、Cr、Sn等粘着于刀具上。造成刀具粘着磨损的重要原因有:钛合金弹性模量小,切削时接触面积增加;化学活性高,与刀具的亲和力强;刀具涂层为TiAlN涂层,与工件材料中的Ti具有无限互溶性,容易粘刀。

(2)刀面上存在着氧化磨损现象,通过 EDS分析中发现了氧元素的存在。由于铣削时切削区有很高的温度,刀具材料和钛合金在高温下与空气中的氧气发生氧化反应,从而加剧刀具的磨损。

此外,刀具存在扩散磨损。在切削高温的影响下,工件材料和刀具材料化学元素会相互扩散,也会造成刀具的磨损。扩散的同时往往伴有化学置换反应(Ti+WC=TiC+W)。

针对上述3种磨损机理,在选用切削液时应采取能够有效冷却润滑降低切削区的温度,并且避免高温下与钛合金反应的切削液。植物油基切削液能够在工件表面形成较厚的润滑薄膜,润滑效果更明显,而且具有较高的熔点,有利于提高金属切削率和实施清洁生产。

结论

根据极差分析结果,从刀具寿命的角度考虑,铣削参数可以选择较大的切削宽度,较小的每齿进给量和轴向铣削深度,适当的铣削速度(60m/min)。各种磨损形式之间既有区别又有着紧密的联系,粘结材料会产生氧化和扩散,而氧化则为磨粒磨损提供了硬质点,刀具的磨损失效是在多种磨损机制下共同作用的结果。针对各种机理从提高刀具寿命的角度,应选择植物油基的切削液。

参考文献
[1]张喜燕,赵永庆,白晨光. 钛合金及应用,北京:化学工业出版社,2005.
[2]周长军. 钛合金材料高效加工切削机理及参数优化研究[D]. 西安:西北工业大学,2012.
[3]魏树国,吴照银,马光锋,等. 钛合金的切削加工性及其改善方法. 工具技术,2005,39(12):50-51.
[4]李友生,邓建新,石磊. 高速切削加工钛合金的刀具材料. 制造技术与机床,2007(8):2-27.
[5]Amin N A K M,Ismail A F, Khairusshima N M K. Effectiveness of uncoated WC-Co and PCD inserts in end milling of titanium alloy-TC4. Journal of Materials Processing Technology, 2007(4): 1-12.
[6]Ezugwu E O, Silva R B D, Bonney J, et al. Evaluation of the performance of CBN tools when turning Ti-6Al-4V alloy with high pressure coolant supplies. International Journal of Machine Tool & Manufacture,2005(45):1009-1014.
[7]Rahman M, Wang Z G, Wong Y S. A review on high-speed machining of Titanium alloys. JSME International Journal,SeriesC,2006,49(1):11-20.

据初步统计,今年1月至11月,湖北襄阳高新区“一个龙头、五大支柱”产业实现产值1717亿元,同比增长18.9%。该区域竞争力快速攀升。“东风”、“ZXY”、“回天”、“梅花”、“骆驼”、“新火炬”、“浩然”……近年来,一个个著名、驰名商标的获得,打响了襄阳高新区的企业品牌,使该区的区域竞争力快速攀升。据初步统计,今年1月至11月,湖北襄阳高新区“一个龙头、五大支柱”产业实现产值1717亿元,同比增

做硬件就要找模具厂,找靠谱的模具厂,下面小编就为你们介绍下靠谱的模具厂的六大原则。原则一:靠谱的人,靠谱的心态要有丰富经验的团队,团队配备要靠谱。当找到模具厂后,不能让厂家忽略你,可能因为同一时间厂家开工的订单太多,可能因为细节没有注意等等,所以要三天两天打个电话,一周去看一下。跟单要保持一个关系,要刷你的存在感。原则二:给供应商画饼的能力和模具厂打交道,要有“装”的本事。告诉他你的项目是很有潜力

 

 

本文链接地址 http://www.fuji-smt.cn/dt-news/show-82014175142257.html 本文原创,请珍惜劳动成果,转载请注明出处

1.2607889175415 s 不存在相应的目录