【摘要】：鈦合金憑借其優(yōu)良的機械力學性能廣泛應用于航空航天、機械、醫(yī)療等領域,特別是航空發(fā)動機壓氣機盤和渦輪盤等零部件。但鈦合金作為典型的難加工材料,其切削性能很差,切削溫度高、化學活性大、冷硬現(xiàn)象嚴重以及刀具易磨損,嚴重影響零件的已加工表面質量,降低了航空零部件的服役性能及使用壽命。為了解決以上問題,本文主要針對鈦合金TC11進行了車削表面質量及刀具磨損研究,分別對表面粗糙度、加工硬化、殘余應力以及表層微觀組織進行了重點分析,為切削參數和刀具優(yōu)化提供一定的理論基礎,從而實現(xiàn)鈦合金TC11高質高效加工。具體研究內容如下:設計單因素鈦合金車削試驗,采用涂層與非涂層硬質合金刀具在常規(guī)冷卻和高壓冷卻兩種條件下切削加工,研究切削速度,進給量以及冷卻條件對刀具磨損的影響規(guī)律,對比分析刀具磨損形式及形成機理。采用白光干涉儀對表面粗糙度進行檢測分析,研究不同冷卻條件下,切削參數切削速度、進給量以及不同時間刀具磨損對表面粗糙度的影響規(guī)律,對比非涂層與涂層刀具表面粗糙度隨切削參數的變化情況。通過SEM掃描觀察已加工表面,分析切削表面缺陷類型及形成原因�？紤]刀具磨損進行已加工表面加工硬化研究,詳細分析加工硬化產生原因及其影響因素。采用涂層硬質合金刀具切削,研究切削速度和進給量對表面加工硬化程度及硬化層深度范圍的影響規(guī)律,對比不同冷卻條件下切削速度對加工硬化的影響規(guī)律。對已加工表面殘余應力及表層微觀組織變化情況進行研究。采用X射線衍射儀檢測已加工表面殘余應力性質及大小,詳細分析不同性質殘余應力產生機理,對比涂層與非涂層刀具對表面殘余應力的影響,研究不同冷卻條件下,切削參數及刀具磨損對表面殘余應力的影響規(guī)律。采用SEM掃描電子顯微鏡觀察表層塑性變形程度和塑性變形層深度,對比分析切削參數、冷卻條件以及刀具磨損對其影響規(guī)律,觀察分析表層晶粒拉伸、扭曲變化規(guī)律。
[Abstract]:Titanium alloy is widely used in aerospace, machinery, medical and other fields, especially in compressor disk and turbine disk of aero-engine, because of its excellent mechanical properties. In order to solve the above problems, the surface quality and tool wear of titanium alloy TC11 are studied in this paper. The surface roughness, work hardening, residual stress and surface microstructure are analyzed in detail. The specific research contents are as follows: Designing single factor titanium alloy turning test, using coated and uncoated cemented carbide tools cutting under the conditions of conventional cooling and high pressure cooling, studying cutting speed, feed rate and cooling. The surface roughness was measured and analyzed by white light interferometer. The influence of cutting parameters, cutting speed, feed rate and tool wear at different time on surface roughness under different cooling conditions was studied. The surface roughness changes with cutting parameters. The machined surface was observed by SEM scanning, and the types and causes of surface defects were analyzed. The machined surface was hardened by considering tool wear. The causes and influencing factors of machined surface hardening were analyzed in detail. The influence of degree and feed rate on the degree of surface hardening and the depth range of hardened layer was studied. The influence of cutting speed on the degree of surface hardening under different cooling conditions was compared. The mechanism of residual stress in different properties is analyzed in detail, and the influence of coating and uncoated cutting tools on the surface residual stress is compared. The influence of cutting parameters and tool wear on the surface residual stress under different cooling conditions is studied. The effects of cutting parameters, cooling conditions and tool wear on the cutting parameters were observed and analyzed.
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG51

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本文編號：2232738