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钛合金零件插铣刀具设计及加工工艺研究
1
作者 王必永 吴起勋 李亮 《工具技术》 北大核心 2025年第4期110-114,共5页
小直径型腔内转角是一种航空航天零件中典型的难加工结构,而钛合金的难加工特性又进一步加剧其加工难度。为实现钛合金内型腔小直径转角结构的高效加工,设计一种新型插铣刀,针对TA15钛合金插铣的切削力和刀具磨损展开研究。研究结果表明... 小直径型腔内转角是一种航空航天零件中典型的难加工结构,而钛合金的难加工特性又进一步加剧其加工难度。为实现钛合金内型腔小直径转角结构的高效加工,设计一种新型插铣刀,针对TA15钛合金插铣的切削力和刀具磨损展开研究。研究结果表明:插铣切削力受每齿进给量和步距影响较大,受切削速度影响较小;刀具磨损发生在切削刃圆角位置,由于钛合金黏附在磨损表面,造成崩刃。在此基础上,本文提出小直径型腔内转角结构的插铣工艺并在样件上应用,加工效率提升约50%。 展开更多
关键词 钛合金 插铣 刀具设计 切削力 刀具磨损
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热熔钻结构设计对切削性能研究
2
作者 张继波 吕德瑾 +1 位作者 费建红 王必永 《工具技术》 北大核心 2025年第8期111-115,共5页
热熔钻是3C加工领域中,尤其对于TC4难加工材料的新型孔加工技术。本文通过设计3种不同热熔钻结构,结合热熔钻钻削原理以及钛合金塑性变形特点,分析热熔钻钻削TC4产生的刀具磨损、加工表面质量以及刀具寿命,得出最优的热熔钻轮廓结构。
关键词 热熔钻 刀具磨损 加工表面质量 刀具寿命
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整硬麻花钻横刃轴向前角对TC4钛合金钻削性能的影响研究
3
作者 何云 吴张欣 +1 位作者 李志慧 赵锦章 《工具技术》 北大核心 2023年第12期71-75,共5页
TC4钛合金在钻削加工过程中存在切削力大、切削温度高、刀具磨损严重以及寿命短等问题,属于典型的难加工材料。采用三款不同横刃轴向前角的整体硬质合金麻花钻对TC4钛合金进行钻削实验,分析不同轴向前角对切削力、切屑形态、刀具磨损与... TC4钛合金在钻削加工过程中存在切削力大、切削温度高、刀具磨损严重以及寿命短等问题,属于典型的难加工材料。采用三款不同横刃轴向前角的整体硬质合金麻花钻对TC4钛合金进行钻削实验,分析不同轴向前角对切削力、切屑形态、刀具磨损与寿命的影响。结果表明:正轴向前角的钻头切削更锋利,切削阻力小;正轴向前角钻头的寿命高于0°轴向前角和负轴向前角钻头。在TC4钛合金的钻削加工中,横刃轴向前角取正值可以提升刀具寿命。 展开更多
关键词 整硬麻花钻 轴向前角 TC4钛合金 钻削性能
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基于AdvantEdge的钻尖结构对TC4钻削性能影响研究 被引量：4
4
作者 李志慧 何云 +1 位作者 赵锦章 任博远 《工具技术》 北大核心 2022年第1期14-19,共6页
钛合金作为一种典型的难加工材料,其弹性模量小、导热性差、比强度高,钻削时刀具极易磨损。针对该材料本文选取了四种不同钻尖结构的整体硬质合金麻花钻,基于AdvantEdge建立了有限元模型,分析了不同钻尖结构对切削力、切削温度及应力分... 钛合金作为一种典型的难加工材料,其弹性模量小、导热性差、比强度高,钻削时刀具极易磨损。针对该材料本文选取了四种不同钻尖结构的整体硬质合金麻花钻,基于AdvantEdge建立了有限元模型,分析了不同钻尖结构对切削力、切削温度及应力分布的影响,通过TC4钛合金钻削实验对比分析切削力、刀具磨损和钻头寿命,并验证仿真模型的可靠性;运用ZEISS扫描电子显微镜(SEM),深入分析四种钻头磨损形式和切屑锯齿化程度。结果表明:横刃较长的D型钻头磨损最小,寿命最长,但切削力最大,其他三种钻头横刃较短,强度偏弱,失效形式均为横刃处崩刃;C型钻头的断屑和排屑性能更好,可以减少堵屑情况发生,提高刀具寿命。 展开更多
关键词 钻尖结构 TC4钛合金 有限元 钻削性能
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基于AdvantEdge的整硬钻与浅孔钻切削仿真及实验对比研究 被引量：3
5
作者 严莹 郑俊杰 +2 位作者 何云 王必永 韩占龙 《工具技术》 北大核心 2022年第10期29-34,共6页
运用AdvantEdge有限元软件仿真与实验加工对比,研究同等加工参数下整体硬质合金钻头与可转位钻头钻削碳素钢时的切削力、切屑及孔径偏差等。实验分析结果表明:在相同的切削参数下,浅孔钻的轴向切削力F_(a)仅为整硬钻头的45%,且不随切削... 运用AdvantEdge有限元软件仿真与实验加工对比,研究同等加工参数下整体硬质合金钻头与可转位钻头钻削碳素钢时的切削力、切屑及孔径偏差等。实验分析结果表明:在相同的切削参数下,浅孔钻的轴向切削力F_(a)仅为整硬钻头的45%,且不随切削速度变化;浅孔钻的径向力F_(r)、扭矩M_(z)及孔径偏差量Δd均大于整硬钻头;浅孔钻的切屑形状为单元屑或若干段锥形连接屑,而整硬钻头的切屑形状几乎都是连续螺旋状;在相同参数下,整硬钻头的后刀面磨损较浅孔钻更大,浅孔钻磨损主要出现在前刀面断屑处。 展开更多
关键词 浅孔钻 整硬钻 仿真分析 对比实验
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高速铣刀差异化振动磨损形成机制及其控制方法 被引量：1
6
作者 丁岩 赵培轶 +1 位作者 姜彬 韩占龙 《工具技术》 北大核心 2021年第7期61-66,共6页
高速铣削过程中,受刀齿结构和误差的影响,铣刀多个刀齿的振动特性和与工件的动态接触关系有明显不同,由此导致的铣刀多齿振动磨损程度差异性明显,铣刀整体使用寿命下降已成为高速铣削加工亟待解决的问题。本文进行了高效铣削加工实验,... 高速铣削过程中,受刀齿结构和误差的影响,铣刀多个刀齿的振动特性和与工件的动态接触关系有明显不同,由此导致的铣刀多齿振动磨损程度差异性明显,铣刀整体使用寿命下降已成为高速铣削加工亟待解决的问题。本文进行了高效铣削加工实验,提取铣刀振动时域/频域特征参数以及刀齿磨损宽度,采用改进的灰色关联法对铣刀振动特性与铣刀磨损的关联性进行分析。构建铣刀振动条件下刀齿—工件接触关系模型,揭示铣刀多齿切削振动差异化磨损特性及其形成条件,提出铣刀振动磨损的控制方法。结果表明,采用所提出的控制方法能够正确识别铣刀多齿振动磨损的影响因素,并对铣刀多个刀齿的差异化磨损实现有效控制。 展开更多
关键词 高速铣削 铣刀 振动 磨损差异性 控制方法
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PVD涂层刀具铣削GH4169高温合金薄壁件性能对比 被引量：3
7
作者 于忠光 浦荣 +2 位作者 韩占龙 于浩南 陈章燕 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第3期78-84,共7页
为解决高温合金薄壁件加工时颤振大和磨损大的问题,研究了不同成分体系涂层对铣削刀具的影响。采用电弧离子镀的方法在硬质合金刀具表面沉积了AlTiN/TiAlN、AlCrN/TiAlN和Ti SiN/TiAlN 3种双层涂层。采用扫描电子显微镜、纳米压痕仪与... 为解决高温合金薄壁件加工时颤振大和磨损大的问题,研究了不同成分体系涂层对铣削刀具的影响。采用电弧离子镀的方法在硬质合金刀具表面沉积了AlTiN/TiAlN、AlCrN/TiAlN和Ti SiN/TiAlN 3种双层涂层。采用扫描电子显微镜、纳米压痕仪与微米划痕仪表征了3种涂层的表面形貌与力学性能,在高性能铣床进行了涂层刀具的铣削试验,采集了刀具后刀面磨损照片与对应切削力,分析了不同涂层在铣削时的性能表现。研究表明,TiSiN/TiAlN涂层具有最高的硬度与耐磨因子,在铣削24 m后,后刀面磨损最小,但涂层表层易与高温合金发生黏结;AlCrN/Ti AlN涂层硬度与耐磨因子稍低,铣削24 m后,刀具接近失效,但与高温合金黏结并不严重;AlTiN/TiAlN涂层硬度与耐磨因子最小,铣削后磨损最严重,铣削12 m时刀具已经失效,但涂层与高温合金黏结最为轻微。因此,使用硬度与耐磨因子较大的涂层能够有效减小刀具铣削高温合金时的磨损,进而提高刀具寿命。 展开更多
关键词 高温合金 铣削 涂层 磨损 切削力 薄壁件
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高温合金刀具AlTiN涂层结构研究 被引量：1
8
作者 于忠光 吕显豹 张继波 《工具技术》 北大核心 2021年第4期28-31,共4页
随着我国航空航天行业的迅速发展,以镍基合金为代表的高温合金加工制造增多。高温合金具有优异的高温强度,良好的抗氧化和抗热腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能,在切削加工中存在切削温度高、导热性差、加工硬化等特性,因此... 随着我国航空航天行业的迅速发展,以镍基合金为代表的高温合金加工制造增多。高温合金具有优异的高温强度,良好的抗氧化和抗热腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能,在切削加工中存在切削温度高、导热性差、加工硬化等特性,因此,要实现高效、高质量的加工,必须重视刀具寿命。刀具寿命与刀具涂层有密切关系,本文通过研究刀具涂层性能来改善刀具寿命。采用电弧离子镀法进行涂层,通过研究不同偏压和沉积温度,在钨钢(硬质合金)基体上完成AlTiN涂层的制备;用扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)观察涂层的表面和截面形貌,并分析涂层的成分,用X衍射仪(XRD)分析涂层的物相结构,用纳米硬度计测量涂层的纳米硬度H、杨氏模量E和抗塑性变形因子H^(3)/E^(2),利用微米划痕仪分析涂层与基体的结合力;对所制备的不同涂层刀具进行GH4169高温合金切削加工试验,通过涂层刀具后刀面磨损值VB判断涂层切削性能。 展开更多
关键词 GH4169高温合金 AlTiN涂层 刀具磨损 切削性能
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整硬麻花钻容屑槽与法向前角对钛合金钻削性能的影响
9
作者 严莹 李志慧 +2 位作者 何云 马文宇 韩占龙 《工具技术》 北大核心 2022年第11期113-118,共6页
采用UG NX11.0软件建立了三种不同卷屑角的容屑槽,以锥面刃磨的方式构建钻尖三维模型。测量主切削刃的法向前角并绘制法向前角的分布曲线,分析三种曲线之间的关系。利用AdvantEdge有限元仿真软件模拟钻削过程中的切削力、切削形貌、切... 采用UG NX11.0软件建立了三种不同卷屑角的容屑槽,以锥面刃磨的方式构建钻尖三维模型。测量主切削刃的法向前角并绘制法向前角的分布曲线,分析三种曲线之间的关系。利用AdvantEdge有限元仿真软件模拟钻削过程中的切削力、切削形貌、切削温度和应力分布,并通过切削试验验证了有限元模拟的可靠性。结果表明:容屑槽卷曲角直接影响主切削刃法向刀具前角的分布,且主切削刃的法向刀具前角越大,切削越锋利,切削力越小;在一定范围内,随着容屑槽卷曲角α增大,轴向切削力减小,且切屑卷曲直径也越小,有利于排屑和提高刀具寿命。 展开更多
关键词 容屑槽 法向前角 有限元仿真 切削性能
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小厚度腹板精密加工的直刃刀具及其工艺设计
10
作者 王必永 吕显豹 《工具技术》 北大核心 2023年第4期97-102,共6页
整体式钛合金蒙皮对新一代制导飞行器的空气动力学性能有重要影响。针对蒙皮零件上小厚度腹板以及薄壁立筋弱刚度结构的精密加工,设计了直刃结构的整体硬质合金铣刀。切削试验结果显示:直刃铣刀的轴向切削力对腹板产生下压作用,从而避... 整体式钛合金蒙皮对新一代制导飞行器的空气动力学性能有重要影响。针对蒙皮零件上小厚度腹板以及薄壁立筋弱刚度结构的精密加工,设计了直刃结构的整体硬质合金铣刀。切削试验结果显示:直刃铣刀的轴向切削力对腹板产生下压作用,从而避免了切穿问题,并且在相同切削参数下,其各向切削力均小于常规铣刀;每齿进给量与切削宽度对直刃铣刀切削力的影响比切削速度更显著。综合零件结构特点与刀具性能,充分利用零件自身刚度抑制弱刚度结构的加工变形,设计了典型蒙皮零件的精密加工工艺,通过样件加工验证了所设计的直刃刀具及其加工工艺应用于新一代整体式钛合金蒙皮精密加工的可行性与有效性。 展开更多
关键词 钛合金 腹板 刀具设计 精密加工工艺
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