空化水喷丸表面改性技术研究进展综述

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作者 罗健鑫 王彦菊 +3 位作者 崔敏超 姚倡锋 沙爱学 张定华 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第9期51-61,共11页

空化水喷丸是一种利用空化现象产生的巨大能量冲击材料表面,对零件进行强化的表面改性技术。因其对诸多金属材料都具有强化作用,而被广泛应用于改善零件的表面状态,形成残余压应力层,延长零件的疲劳寿命。主要从基本原理、试验设备和研... 空化水喷丸是一种利用空化现象产生的巨大能量冲击材料表面,对零件进行强化的表面改性技术。因其对诸多金属材料都具有强化作用,而被广泛应用于改善零件的表面状态,形成残余压应力层,延长零件的疲劳寿命。主要从基本原理、试验设备和研究现状3个方面对水射流空化喷丸(WJCP)、超声空化喷丸(UCP)和激光空化喷丸(LCP)进行了介绍,并从理论和试验等方面总结了不同类型金属材料进行空化水喷丸后其残余压应力、粗糙度和疲劳寿命等方面的变化情况。在上述研究内容的基础上,结合空化水喷丸技术的优势,对空化水喷丸今后的发展方向和应用前景进行了展望。研究表明,空化水喷丸技术作为一种新型的表面强化技术,具有独特的优势和广阔的发展前景。 展开更多

关键词 空化现象 喷丸 水射流空化 超声空化 激光空化

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TB6钛合金高速铣削表面粗糙度与表面形貌研究 被引量：20

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作者 姚倡锋 武导侠 +1 位作者 靳淇超 杨振朝 《航空制造技术》 北大核心 2012年第21期90-93,97,共5页

TB6钛合金高速铣削以高效率、高质量的优点广泛应用于航空航天行业。面向高速铣削中表面粗糙度的工艺控制,通过高速端面铣削正交试验,研究并分析了高速铣削参数对表面粗糙度及三维表面形貌的影响。研究表明:表面粗糙度对每齿进给量变化... TB6钛合金高速铣削以高效率、高质量的优点广泛应用于航空航天行业。面向高速铣削中表面粗糙度的工艺控制,通过高速端面铣削正交试验,研究并分析了高速铣削参数对表面粗糙度及三维表面形貌的影响。研究表明:表面粗糙度对每齿进给量变化最为敏感,对铣削速度变化敏感次之,对铣削宽度的变化最不敏感;铣削速度优选范围为100～140m/min,每齿进给量优选范围为0.04～0.08mm/z,可保障表面粗糙度在0.7μm内;铣削速度和每齿进给量配比组合影响表面形貌的形成。 展开更多

关键词 TB6钛合金 高速铣削 表面粗糙度 三维表面形貌

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GH4169高温合金端面车削表面变质层的形成机理 被引量：10

3

作者 姚倡锋 沈雪红 张定华 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期50-58,共9页

利用实验和DEFORM-3D有限元分析相结合的方法,通过分析不同加工参数下切削力、温度和应变场,以及残余应力、显微硬度、微观组织的变化,研究GH4169端面车削表面变质层的形成机理。结果表明:表面变质层的形成是热力耦合作用于材料微观组... 利用实验和DEFORM-3D有限元分析相结合的方法,通过分析不同加工参数下切削力、温度和应变场,以及残余应力、显微硬度、微观组织的变化,研究GH4169端面车削表面变质层的形成机理。结果表明:表面变质层的形成是热力耦合作用于材料微观组织的结果;加工强度增大,切削力和切削热增大,表层金属等效应变增大,塑性变形更加显著,金相组织改变越明显,晶粒变形程度越大;在加工参数范围内,温度影响层深度为130~200μm,等效应变层深度为100~220μm,残余应力层为80~110μm,硬化层深度为50~80μm,表面变质层深度为2.5~5μm。 展开更多

关键词 切削力 温度-应变分布 残余应力 加工硬化 微观组织

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GH4169车削过程的热力耦合作用及残余应力场研究 被引量：16

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作者 姚倡锋 陈广超 +2 位作者 刘超 吴宁宁 黎先才 《航空制造技术》 2017年第1期42-47,共6页

镍基高温合金GH4169是一种拥有优良的机械性能及抗腐蚀能力的耐热合金,被广泛应用于航空航天工程等领域,其切削过程因热力耦合作用产生的残余应力对零件的疲劳性能有重要影响。本文采用GH4169车削试验及Deform-3D仿真模拟相结合的方法,... 镍基高温合金GH4169是一种拥有优良的机械性能及抗腐蚀能力的耐热合金,被广泛应用于航空航天工程等领域,其切削过程因热力耦合作用产生的残余应力对零件的疲劳性能有重要影响。本文采用GH4169车削试验及Deform-3D仿真模拟相结合的方法,通过试验的切削力和仿真的温度-应变场对残余应力场的形成机理进行研究。结果表明:刀具磨损对主切削分力和车削温度的影响非常显著,在刀片磨钝过程中,主切削分力由538N增大到756N,剪切区温度由552℃增高到654℃,工件表面的应变由3.3升高到3.5;刀具磨损导致切削力和的温度-应变的增大,致使表面圆周和进给方向的残余拉应力峰值由517MPa、242MPa增大到860MPa、442MPa;表层残余压应力峰值-696MPa、-356MPa增大到-756MPa、-456MPa;残余应力层深度由72μm增大到85μm。 展开更多

关键词 外圆车削 DEFORM-3D 切削力 温度场 应变场 残余应力

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基于Web Service的网络化制造应用系统集成 被引量：3

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作者 姚倡锋 张定华 +1 位作者 彭文利 任军学 《航空制造技术》 2005年第12期57-59,63,共4页

网络化制造过程中联盟企业间应用系统的集成是数字化制造的一个关键问题,其主要困难是如何解决集成时各应用系统开发语言、运行平台、协议以及数据结构的差异。针对该问题,通过对网络化制造过程中应用系统的集成分析,进行了基于WebSer-v... 网络化制造过程中联盟企业间应用系统的集成是数字化制造的一个关键问题,其主要困难是如何解决集成时各应用系统开发语言、运行平台、协议以及数据结构的差异。针对该问题,通过对网络化制造过程中应用系统的集成分析,进行了基于WebSer-vice的网络化制造应用系统集成模型和实现方法研究。 展开更多

关键词 应用系统集成 网络化制造过程 WEB SERVICE 简单对象访问协议

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航空发动机薄壁件铣削加工动力学研究进展 被引量：2

6

作者 姚倡锋 田卫军 +1 位作者 任军学 刘智武 《航空制造技术》 2015年第22期40-46,共7页

铣削过程中引起的加工变形和切削振动是影响航空发动机薄壁件加工精度与质量的主要因素,通过分析加工过程中工件的动态响应特性,从切削动力学角度,基于知识型数控加工过程仿真成为航空发动机薄壁件颤振抑制的一种灵活通用的物理仿真方... 铣削过程中引起的加工变形和切削振动是影响航空发动机薄壁件加工精度与质量的主要因素,通过分析加工过程中工件的动态响应特性,从切削动力学角度,基于知识型数控加工过程仿真成为航空发动机薄壁件颤振抑制的一种灵活通用的物理仿真方法。目前,关于航空发动机薄壁件的动力学物理仿真研究主要包括航空发动机薄壁件铣削力建模与试验方法研究、铣削动力学建模和铣削动力学模型仿真与工艺参数优化。 展开更多

关键词 航空发动机 切削动力学 薄壁件 铣削加工 制造技术 关键部件 加工过程仿真 动态响应特性

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“航空发动机关键零件抗疲劳制造”专题序言 被引量：1

7

作者 姚倡锋 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期F0002-F0002,共1页

航空发动机作为世界工业产品"王冠上的明珠",其技术水平是衡量一个国家综合科技水平、科技工业基础实力和综合国力的重要标志,先进航空发动机研制的成功与否也可作为我国是否实现了从"制造大国"向"制造强国&qu... 航空发动机作为世界工业产品"王冠上的明珠",其技术水平是衡量一个国家综合科技水平、科技工业基础实力和综合国力的重要标志,先进航空发动机研制的成功与否也可作为我国是否实现了从"制造大国"向"制造强国"转型的标志之一。随着高性能航空发动机推重比提高,工作温度、压力和转速不断提高,越来越接近现有材料比强度和耐高温性能的工程极限。 展开更多

关键词 航空发动机 推重比 工业产品 制造强国 技术水平 耐高温性能 比强度 关键零件

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TC4钛合金高速铣削参数对表面完整性影响研究 被引量：50

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作者 杨振朝 张定华 +2 位作者 姚倡锋 任军学 杜随更 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期538-543,共6页

文章研究了用硬质合金刀具高速铣削TC4钛合金时,铣削参数对表面完整性(表面粗糙度、表面形貌、显微硬度和微观组织)的影响,以期为优化TC4钛合金高速铣削参数,及进行表面完整性控制研究提供相关的实验数据基础。主轴转速(r/min)依次选择3... 文章研究了用硬质合金刀具高速铣削TC4钛合金时,铣削参数对表面完整性(表面粗糙度、表面形貌、显微硬度和微观组织)的影响,以期为优化TC4钛合金高速铣削参数,及进行表面完整性控制研究提供相关的实验数据基础。主轴转速(r/min)依次选择3 000、6 000、8 000、10 000,轴向切深分别选择0.15 mm和0.25 mm,每齿进给量恒为0.05 mm/z。结果表明:主轴转速对表面粗糙度、表面形貌、显微硬度的影响显著;轴向切深对表面粗糙度和表面形貌的影响比较显著,对硬化深度和硬化程度影响不大;主轴转速和轴向切深对微观组织的影响不明显;在实验参数范围内,当转速为8 000 r/min、轴向切深为0.15 mm时,可以获得最好的表面完整性,此时,表面粗糙度为0.313μm、硬化深度为0.06 mm、硬化程度为15%、微观组织无明显变化。 展开更多

关键词 TC4钛合金 高速铣削 表面完整性 表面粗糙度 表面形貌 显微硬度 微观组织

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高速铣削速度对TC4钛合金表面完整性影响机理 被引量：21

9

作者 杨振朝 张定华 +2 位作者 姚倡锋 任军学 田卫军 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期644-648,共5页

通过TC4钛合金的高速铣削加工实验,研究了铣削速度对钛合金已加工表面完整性的影响规律。利用专业金属切削加工有限元软件AdvantEdge,对TC4钛合金高速铣削过程进行了二维模拟仿真,获得了在不同铣削速度下的温度场分布以及铣削速度对刀... 通过TC4钛合金的高速铣削加工实验,研究了铣削速度对钛合金已加工表面完整性的影响规律。利用专业金属切削加工有限元软件AdvantEdge,对TC4钛合金高速铣削过程进行了二维模拟仿真,获得了在不同铣削速度下的温度场分布以及铣削速度对刀具前后刀面切削温度的影响规律。基于仿真结果,分析了TC4钛合金高速铣削速度对表面完整性的影响机理。结果表明：切削区最高温度位于刀-屑接触面上,距离刀尖0.01-0.02 mm的位置。铣削速度对切削温度影响显著,切削温度整体上随铣削速度增加而升高,但当铣削速度为301 m/min时,切削温度有所下降。 展开更多

关键词 TC4钛合金 高速铣削 表面完整性 温度场 影响机理

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航空发动机风扇/压气机叶片制造关键技术 被引量：22

10

作者 李海宁 赵赟 +2 位作者 史耀耀 姚倡锋 谭靓 《航空制造技术》 北大核心 2013年第16期34-37,共4页

随着航空发动机涵道比、推重比及服役寿命的不断提高，叶片结构更趋复杂（如薄壁、宽弦、弯掠），且尺寸更大、材料更难~ja-r、精度要求更高。新结构、新材料的采用对叶片制造技术提出了更为苛刻的要求。

关键词 航空发动机 叶片制造 制造技术 风扇 压气机 叶片结构 服役寿命 精度要求 新材料

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GH4169高温合金车削表面完整性对疲劳性能的影响 被引量：24

11

作者 武导侠 张定华 姚倡锋 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期59-67,共9页

通过车削和旋转弯曲疲劳实验,研究直接时效态GH4169高温合金车削进给量对表面完整性的影响,以及表面完整性对疲劳寿命的影响。结果表明:当进给量f从0.2 mm/r减小到0.02 mm/r时,表面粗糙度R_a从1.497μm减小到0.431μm;表面残余应力从拉... 通过车削和旋转弯曲疲劳实验,研究直接时效态GH4169高温合金车削进给量对表面完整性的影响,以及表面完整性对疲劳寿命的影响。结果表明:当进给量f从0.2 mm/r减小到0.02 mm/r时,表面粗糙度R_a从1.497μm减小到0.431μm;表面残余应力从拉应力状态逐渐转变为压应力状态;表面塑性变形层从8μm减小到2μm左右;表面应力集中系数是GH4169疲劳寿命的主要影响因素,随着表面应力集中系数增大,疲劳寿命显著下降;在实验参数范围内,当f=0.13 mm/r时,可获得好的表面完整性,表面应力集中系数K_(st)为1.166,表面显微硬度为405.27HV_(0.025),表面残余应力为82.08 MPa,获得的平均疲劳寿命为6.98×10~4周次;车削表面疲劳断口具有多源疲劳断裂特征,疲劳源起始于试件加工表面的缺陷处。 展开更多

关键词 GH4169合金 表面应力集中系数 残余应力 显微硬度 疲劳寿命

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航空发动机机匣数控加工变形控制方法 被引量：12

12

作者 任军学 杨俊 +3 位作者 周金华 姚倡锋 余杰 刘智武 《航空制造技术》 北大核心 2014年第23期96-99,共4页

机匣加工变形控制涉及到加工过程中的各个环节以及彼此之间的相互影响。本文基于有限元仿真分析，提出了一种机匣类零件数控加工变形控制方法，最终通过加工实验验证了变形控制方案的有效性。

关键词 发动机机匣 变形控制 数控加工 航空 加工过程 仿真分析 控制方案 有限元

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高速铣削参数对TC17钛合金表面变质层的影响 被引量：12

13

作者 谭靓 张定华 姚倡锋 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期75-81,共7页

为优化TC17钛合金球头铣刀高速铣削参数和为控制表面变质层提供实验依据,采用中心复合响应曲面法,建立表面粗糙度预测模型,采用方差分析对模型和输入参数的显著性进行检验,分析铣削参数对表面粗糙度的影响规律,同时对高、中、低三种铣... 为优化TC17钛合金球头铣刀高速铣削参数和为控制表面变质层提供实验依据,采用中心复合响应曲面法,建立表面粗糙度预测模型,采用方差分析对模型和输入参数的显著性进行检验,分析铣削参数对表面粗糙度的影响规律,同时对高、中、低三种铣削参数水平下的残余应力、显微硬度和微观组织进行检测。结果表明:该模型可以有效预测球头铣刀高速铣削TC17钛合金后的表面粗糙度,每齿进给量和铣削宽度对表面粗糙度影响显著;铣削后表面为残余压应力状态,随着铣削参数水平的增大,表面残余压应力增大,残余压应力层在20μm左右;表层显微硬度经历了"热软化-加工硬化-趋于稳定"的过程;表层晶粒出现了破碎、弯折,塑性变形层厚度约为10μm。 展开更多

关键词 TC17钛合金 高速铣削参数 表面粗糙度 残余应力 显微硬度 微观组织

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GH4169高速铣削参数对表面粗糙度影响研究 被引量：27

14

作者 刘维伟 李锋 +1 位作者 姚倡锋 成宏军 《航空制造技术》 北大核心 2012年第12期87-90,93,共5页

采用正交试验法,使用整体硬质合金刀具进行GH4169高温合金的高速铣削试验,分析了各切削参数对表面粗糙度的影响规律,建立了表面粗糙度的预测模型,运用方差分析法,检验了模型的显著性。结果表明:每齿进给量对表面粗糙度的影响最大,其次... 采用正交试验法,使用整体硬质合金刀具进行GH4169高温合金的高速铣削试验,分析了各切削参数对表面粗糙度的影响规律,建立了表面粗糙度的预测模型,运用方差分析法,检验了模型的显著性。结果表明:每齿进给量对表面粗糙度的影响最大,其次是铣削深度,铣削速度的影响最小。较高的切削速度和较低的进给速度的交互作用对提高表面质量是有利的。 展开更多

关键词 GH4169 高速铣削 方差分析 表面粗糙度

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GH4169磨削表面粗糙度影响参数的敏感性研究 被引量：11

15

作者 黄新春 张定华 +2 位作者 杨振朝 任敬心 姚倡锋 《航空制造技术》 北大核心 2012年第8期83-86,91,共5页

通过GH4169高温合金平面切入磨削实验,建立了表面粗糙度的经验公式,分析了表面粗糙度对磨削参数的灵敏度,获得了磨削参数稳定域和非稳定域。结合正交试验法中的极差分析方法获得了不同磨削参数对表面粗糙度的影响曲线,进行了磨削参数区... 通过GH4169高温合金平面切入磨削实验,建立了表面粗糙度的经验公式,分析了表面粗糙度对磨削参数的灵敏度,获得了磨削参数稳定域和非稳定域。结合正交试验法中的极差分析方法获得了不同磨削参数对表面粗糙度的影响曲线,进行了磨削参数区间的优选。研究结果表明:表面粗糙度对磨削深度的变化最为敏感,对工件速度的变化敏感次之,对砂轮速度的变化最不敏感;磨削深度优选范围为0.01～0.015mm,工件速度优选范围为10～15m/min,砂轮速度优选范围为20～30m/s,可控制表面粗糙度在0.7μm以内。为高温合金材料磨削表面粗糙度控制提供理论方法和试验依据。 展开更多

关键词 GH4169 磨削 表面粗糙度 灵敏度稳定域

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钛合金TB6铣削参数对表面完整性的影响研究 被引量：7

16

作者 史恺宁 靳琪超 +2 位作者 武导侠 任军学 姚倡锋 《航空制造技术》 北大核心 2013年第7期83-87,共5页

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... 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;每齿进给量和铣削宽度的变化对塑性变形层的深度影响较小。 展开更多

关键词 TB6钛合金 铣削工艺参数 表面完整性

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航空发动机机匣数控加工关键技术研究 被引量：8

17

作者 任军学 田卫军 +1 位作者 姚倡锋 刘智武 《航空制造技术》 2016年第5期73-77,92,共6页

机匣作为航空发动机的关键部件,由于形状结构复杂,材料加工难度大,加工质量很难保证。通过分析机匣的结构特点和加工制造的技术难点,提出了一套多轴数控加工工艺的方法,有效解决了航空机匣加工质量与效率问题。该工艺方法对航空类薄壁... 机匣作为航空发动机的关键部件,由于形状结构复杂,材料加工难度大,加工质量很难保证。通过分析机匣的结构特点和加工制造的技术难点,提出了一套多轴数控加工工艺的方法,有效解决了航空机匣加工质量与效率问题。该工艺方法对航空类薄壁件零件的数控加工也有一定借鉴作用和推广价值。 展开更多

关键词 薄壁件 机匣 工艺参数 数控加工

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高速铣削铝合金7055铣削力和铣削温度的仿真研究 被引量：9

18

作者 田荣鑫 姚倡锋 武导侠 《航空制造技术》 2016年第6期67-71,共5页

采用有限元分析软件Advant Edge模拟了航空铝合金7055高速铣削过程,获得了单个刀齿高速加工中铣削力变化曲线,预测了不同切削时间下工件及刀具上的温度分布,获得了刀具前刀面和后刀面的温度分布曲线;建立了高速铣削参数对铝合金7055铣... 采用有限元分析软件Advant Edge模拟了航空铝合金7055高速铣削过程,获得了单个刀齿高速加工中铣削力变化曲线,预测了不同切削时间下工件及刀具上的温度分布,获得了刀具前刀面和后刀面的温度分布曲线;建立了高速铣削参数对铝合金7055铣削力和铣削温度的影响曲线,可辅助优化切削加工参数,有助于减小切削过程中刀具的磨损,改善刀具切削状态,提高刀具使用寿命。 展开更多

关键词 铝合金7055 高速铣削 有限元仿真 铣削力 铣削温度

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TC17钛合金高速铣削表面粗糙度及参数灵敏度研究 被引量：4

19

作者 任军学 罗远锋 +2 位作者 姚倡锋 梁永收 石凯 《航空制造技术》 2009年第22期78-82,共5页

采用单因素试验法,对硬质合金刀具高速铣削TC17钛合金时,切削参数对表面粗糙度的影响规律进行了研究,为钛合金整体叶盘叶片类零件精加工的高速切削工艺参数优化提供了试验依据。对切削参数的灵敏度进行了分析,可以看出,每齿进给量对表... 采用单因素试验法,对硬质合金刀具高速铣削TC17钛合金时,切削参数对表面粗糙度的影响规律进行了研究,为钛合金整体叶盘叶片类零件精加工的高速切削工艺参数优化提供了试验依据。对切削参数的灵敏度进行了分析,可以看出,每齿进给量对表面粗糙度的影响最为敏感,其次是切削速度和铣削深度。 展开更多

关键词 TC17钛合金 高速铣削 表面粗糙度 灵敏度

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球头铣刀结构参数对钛合金铣削表面完整性的影响 被引量：6

20

作者 任军学 姚倡锋 +2 位作者 田卫军 梁永收 杨碧琦 《航空制造技术》 2010年第1期81-84,共4页

针对硬质合金球头铣刀铣削钛合金TC17,研究了不同刀具结构参数对表面粗糙度、表面形貌、残余应力和微观组织的影响。结果表明:刀具参数选择前角γ0=8°,后角α0=12°,螺旋角β=35°,可获得最好的表面完整性,表面粗糙度为0.4... 针对硬质合金球头铣刀铣削钛合金TC17,研究了不同刀具结构参数对表面粗糙度、表面形貌、残余应力和微观组织的影响。结果表明:刀具参数选择前角γ0=8°,后角α0=12°,螺旋角β=35°,可获得最好的表面完整性,表面粗糙度为0.40μm,x向残余压应力为324MPa,y向残余压应力为218MPa,表层组织无明显变化。 展开更多

关键词 钛合金 表面完整性 刀具结构参数

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