TC4钛合金高效深磨磨削力及比磨削能特征研究
超声振动车削TC4钛合金的切削性能研究
传统车削技术作 为零件加工的一种重要手段 ，广泛用 于制 深入 ，但其瞬时切 削力变化规律仍不清楚 ，对超声振动 车削的切
造业 ，但在加工钛合金类热导率低 、弹性模量小等特点 的材料时 ， 削性能展开研究 ，有助于掌握超声振动车削加工机理『句。因此 ，采
常常 因为其高切削温度 、严重 回弹等 问题 ，制约加工效率ｌ１ｌ。
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＴＣ４ Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ａｌｌｏｙ ｂｙ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｔｕｒｎｉｎｇ ＨＵ Ｚｈｉ－ｔｅ，ＱＩＮ Ｎａ，ＬＩＵ Ｆａｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｉｅｈｕａｎ Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）
超声振动车削是在刀具上施加一定振幅的超高频振动，以脉冲形
刀具在 方向做简谐振动 ，频率 工件水平 向右匀速进给 ，
式切削工件 的加工技术 。在一个振动周期内刀具有效切 削时间 速度 且 小于刀具的最大振动速度 ２＂ｒｒｆＡ，否则在切削过程 中
短 ，大部分时间刀具与工件 、切屑处于分离状态 ，这种稳 定的切削 刀具将始终与切屑接触 ，不能实现有效 的振动切削 ，如图 １所示 。
分离特 『生可 以有效降低切削过程 中的切削力和切削温度 ，弥补传
为形象分析刀具运动轨迹 ，以工件为参 照物 ，将 刀具看作在
统 车削 的一些不足［２－３１。文献哗ｆ对镍铬铁合金材料开展超声振动 切削方 向上 以速度 向左进给的 同时叠加频率 厂的简谐振动 ，
车削实验 ，发现超声振动可以有效 改善加工表面质量 ，降低切 削 刀具切削速度可表示为 ： ＝ ＋２１Ｔ ·ｃｏｓ（２盯． ）
TC4钛合金高速深磨研究
料 ，在 机械 加 工特 别 是磨 削加 工 时 ，钛 合金 磨 屑 易 粘 附和 堵 塞砂 轮 ，引起 磨 削 力 的增 大 和磨 削温 度 的
急 剧 升 高 ，砂 轮 损 耗 加 大 ；同 时பைடு நூலகம்由于 磨 削温 度 很 高 ，钛 合 金磨 削表 面 易与 空气 中的氧 、氮 、氢等 元 素发 生 化学反 应 ， 而使表面硬化 层加厚 、残余应力 从 增加 ，严 重降低 了钛 合金磨削表面 的质量ｌ ｌ ｊ。 ４ ， 针对 钛 合金 材 料 的难加 工性 ，国 内外专 家 学者
摘 要
长 沙 ４０ ８ ； １ ０ ２
长沙 ４０８） １０ ２
针 对 钛 合 金 磨 削 加 工 困难 的特 点 ，系 统 开 展 了 Ｔ ４钛 合 金 高 效 深 磨 工 艺 试 验 ，通 过 对 单 位 面 积 磨 削 力 Ｆ Ｃ
随 最 大 未 变 形 切 屑 厚 度 ｈ 和 当量 磨 削 层 厚 度 。的 变 化 情 况 和 特 征 的分 析 ，探 讨 了 其 材 料 去 除 方 式 的变 化 ，研 ｑ 究 了 Ｔ ４钛 合 金 高效 深 磨 过程 中 消 耗 的 磨 削 功 率 。 过 寻 求 适 合 钛 合 金 高 效 深 磨 的工 艺及 方 法 ， 实 现 钛 合 金 高 Ｃ 通 为 效 精 密 磨 削提 供 了 一 有 效 途 径 ，为 提 高 钛 合 金 的 加 工 质 量 和 效 率 打 下 坚 实 的 理 论基 础 。 条
精 密 制造 与 自动化
。 。◇ 。 ◇ 。 ◇ 。 ◇ 。◇ 。◇ 。《
２１ ０ ２年第 １ 期
； 试验与 研究 ； ｏ
ｏ， － 《＞。∈ ０ 。 ・＞。 。＜＞ｏ＜≥ｏ∈》ｏ— ｏ＜＞ｏ ． 争
《深冷处理TC4钛合金滚磨光整加工实验研究》范文
《深冷处理TC4钛合金滚磨光整加工实验研究》篇一一、引言TC4钛合金以其优异的机械性能和耐腐蚀性能在航空、航天、医疗、化工等领域得到广泛应用。
然而，钛合金的加工难度大，尤其是表面粗糙度和精度要求较高的零件。
为了提高TC4钛合金的表面质量和加工效率，本文对深冷处理后的TC4钛合金进行滚磨光整加工实验研究。
通过实验，探讨深冷处理对TC4钛合金滚磨光整加工的影响，为实际生产提供理论依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料实验所用材料为TC4钛合金，其化学成分及力学性能符合国家标准。
深冷处理后的TC4钛合金具有更好的力学性能和抗腐蚀性能，有利于提高加工质量和效率。
2. 实验方法（1）深冷处理：将TC4钛合金试样进行深冷处理，温度控制在-196℃以下，处理时间根据实验要求确定。
（2）滚磨光整加工：采用滚磨光整加工设备，对深冷处理后的TC4钛合金试样进行加工。
通过调整滚磨介质、转速、加工时间等参数，探究不同工艺参数对加工效果的影响。
（3）性能检测：采用显微镜、表面粗糙度仪等设备，对加工后的试样进行表面形貌、粗糙度、硬度等性能检测。
三、实验结果与分析1. 深冷处理对滚磨光整加工的影响实验发现，经过深冷处理的TC4钛合金试样在滚磨光整加工过程中表现出更好的稳定性和加工效果。
深冷处理可以降低材料的内应力，提高材料的硬度和抗腐蚀性能，从而有利于提高加工质量和效率。
2. 滚磨光整加工参数对加工效果的影响（1）滚磨介质：实验发现，采用硬度适中、粒度均匀的滚磨介质可以获得较好的加工效果。
过硬的介质容易导致工件表面划伤，过软的介质则难以达到理想的加工效果。
（2）转速：适当提高转速可以加快滚磨速度，从而提高加工效率。
然而，过高的转速可能导致工件表面粗糙度增大，甚至出现振动和跳动等问题。
因此，需要合理控制转速，以获得理想的加工效果。
（3）加工时间：加工时间越长，工件表面粗糙度越小，但过长的加工时间可能导致工件表面出现过度磨损和划痕等问题。
钛合金TC4铣削试验研究
钛合金TC4铣削试验研究【摘要】：本文通过对TC4钛合金锻件进行单因素铣削实验，得出其切屑形态随着铣削深度a的增大将由紧密螺旋状逐渐变为松散状的结论。
通过铣削率模型，找到了在特定铣削速度和进给速度下，铣削钛合金的最佳深度范围，对于钛合金铣削加工具有生产指导意义。
【关键词】：钛合金；切屑形态；铣削深度；铣削体积；铣削时间；铣削率引言钛合金具有质量轻、强度高、高温性能好、耐腐蚀等许多优点.在航空航天、船舶和化工等工业部门得到广泛的应用[1]。
但由于钛合金导热系数低、摩擦因数大、弹性模量小、化学活性大、切屑与前刀面的接触面积小，使得钛合金切削加工性较差[2]。
目前TC4应用比较广泛，是以α相为主的双相合金，β相一般少于30%，其综合性能好，组织稳定，有良好的韧性、塑性和高温变形性能。
但是，在高速条件的切削力、切削温度以及刀具磨损机理等方面还有很多现象解释不清，对工件的表面质量的影响方面等问题，针对这些问题国内外学者做过很多研究。
Narutaki对钛合金TC4的切削力和切削温度进行研究得到：切削钛合金时刀具磨损并非切削力所致，而切削温度是致使钛合金难以继续切削的主要原因。
F. Klocke，N等人在分析和实验的基础上，对涂层硬质合金刀具铣削TC4的效率进行了评价，用有限元的方法对切削时的应力-应变曲线进行分析。
1试验材料及过程1.1.试验材料试验材料为TC4钛合金锻件，尺寸为290mm×192 mm×65mm，其化学成分见表1。
表1 TC4钛合金的化学成分%合金牌号成分抗拉强度σb/MPa伸长率δ/% 冲击韧性ak/104J·m-2 硬度HB 弹性模量E/106MPa 导热系/W·（m·K）-1TC4 TC4 903 10 39.24 320-360 0.111 5.441.2.试验条件与过程为研究铣削时钛合金的切屑形态与铣削深度的关系，并确定在特定铣削速度和进给速度条件下的最佳铣削深度范围，应用单因素试验方法，设计了采用25HSS的莫氏锥柄立铣刀在X5032立式升降台铣床上对试件连续铣出台阶面的实验。
钛合金TC4高速切削刀具磨损的有限元仿真_陈燕
式中：G为材料常数；V为相对滑移速度。
1.2 粘结磨损
切削钛合金时，由于钛合金的亲和力大而使
摩擦表面的接触点容易相互粘结，在相对运动
下，带走刀具材料从而造成粘结磨损,而且刀-屑
接 触 长 度 小 ， 导 致 接 触 面 间 的 压 应 力 达 到 GPa
级，超过了工件材料的屈服极限，因此，切削钛
合金时其粘结磨损非常严重。针对粘结磨损，国
引用格式：Chen Y, Yang S B, Fu Y C, et al. FEM estimation of tool wear in high speed cutting of Ti6Al4V alloy. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2013, 34(x): xxx-xxx. 陈燕，杨树宝，傅玉灿，等．钛合金 TC4 高速切削刀具磨损的有限元仿真．航空学报, 2013, 34(x): xxx-xxx.
A
exp
⎛ ⎜⎝
−B T
⎞ ⎟⎠
(3)
式中： dWa 为滑移 dL 距离后的磨损量；而 σt 为刀 屑接触面上的正应力；A及B均为材料常数。方程
两边同除以磨损时间 dt ，则方程变为：
陈燕等：钛合金 TC4 高速切削刀具磨损的有限元仿真
3
dWa dt
=
Aσ
t
V
exp
⎛ ⎜⎝
−B T
⎞ ⎟⎠
(4)
由公式(4)可以看出，单位时间内的磨损量与
敛的特点，计算中使用网格重画的功能解决工件
变 形 严 重 的 问 题 。 钛 合 金 TC4 工 件 尺 寸 为
16×8mm，刀具与工件均设定为弹塑性体。工件
钛合金TC4深孔钴削切削用量的试验研究
概而论 ， 研 究 材 料 的特 性 （ 括 材 料 的力 学 性 应 包
能、 切削 加工性 等 ） 选择 相 应 的 刀片 材 料 。针对 钛 ， 合金 的切 削特性 ， 对刀具 材料本 身 的要求 ， 及 现选用
Ｙ 作 为刀 齿材料 。 Ｇ８ ２ ２ 刀 具结构 和几 何参数 ． 刀具 的结 构和 几何角 度Ｌ 如 图 １ 示 。 ５ 所
（ ｐ ｔ ｅ ｔｏｆＭ ｅ ｈａ ｃ ｌＥｎ ｎ ｅ ｉ ｇ，Ｘｉ ｎ Ｓ ｙｏｕ Ｕ ｎ ｖ ｒ ｉｙ，Ｘｉ ｎ ７ ００ Ｄｅ ａｒｍ ｎ ｃ ｎｉａ ｇｉｅ ｒｎ ＇ ｈｉ ｉ ｅ ｓｔ ａ １ ６５，Ｃｈｉ ） ａ ｎａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｓ ｕ ｙ ｏ ｕ ｔ ｇ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｆ ｉａ ｉ ｍ ｌ ｙ，ａ ｄ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｔ ｅ ｔ ｒ ｓ ｏ ｉ ｉｕｔ ｔ ｃ ｉ ｓｒ ｃ ： ｓ ｄ ｏ ｈ ｔ ｄ ｆ ｔｉ ｒ ｐ ｒｉｓ ｏ ｔ ｎｕ ａ ｌ ｃ ｎ ｔ ｏ ｎ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｉｓ ｆａ ｕ ｅ ｆｄ ｆ ｃ ｌ ｏ ｍａ ｈ — ｆ
点 。 本 次 试 验 中 取 主 轴 转 速 为 ２ ０ ｒｍｉ 、 ３ ／ ９ ／ ｎ ２ ０ ｒ ｍｉ、 ９ ／ ｎ进 行 优 化 ； 削 用 量 为 ０ ０ ｎ １ ０ｒｍｉ 切 ． ５ｍｍ／ 、 ｒ
或 ＹＴ５ 硬质合 金刀 片 ； 类 而外齿和 中间齿 由于切 削
速度较 中心齿 高（ 尤其 是外 齿） 应 选用 硬度好 、 ， 耐磨
［］阮秋琦．数字 图像处 理学［ ． ４ Ｍ］ 北京 ： 电子工业 出版社 ，
２ ４． ００
械 的研 究 。
收 稿 日期 ： ０ ９ ４月 ２ 日 ２０ 年 ３
TC4钛合金高速铣削表面粗糙度研究
TC4钛合金高速铣削表面粗糙度研究摘要：TC4 钛合金被广泛地用于航空航天等众多领域，为了提高钛合金零件的表面加工质量和加工效率，对 TC4 钛合金高速铣削表面粗糙度进行研究具有十分重要的意义。
关键词：TC4 钛合金；正交试验；切削参数；表面粗糙度；1 引言TC4 钛合金具有优良的耐腐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性等优点，在航空航天等许多行业都得到广泛的应用。
从现在的行业和产品上来看，所有钛合金产品中有大约60％的产品原料为 Ti-6Al-4V，α+β 钛合金是工业上应用最多的一类钛合金。
在实际应用中，对钛合金产品的表面粗糙度要求很高，因为表面粗糙度与零件接触刚性、耐磨性以及产品的疲劳强度和振动等许多方面都存在着密切的联系，这些方面会严重影响到机械产品的使用寿命，表面粗糙度已经成为衡量表面质量的一项重要指标。
因此，研究钛合金零件的表面质量，降低表面粗糙度有着十分重要的意义。
目前，对不同型号钛合金的研究十分普遍，主要研究方法有支持向量机法、响应曲面法和正交试验法等。
在已有的采用正交试验法的钛合金表面粗糙度研究中多选择三个试验因素，而在切削加工中能够对产品表面质量产生影响的因素有很多，其中切削参数、不同零件的结构特点、刀具类型和材料、加工中随机因素等方面，特别是切削参数对产品粗糙度的会产生巨大的影响。
2 正交试验方案设计2.1 确定试验因素和水平正交试验法是一种科学地安排与分析多因素试验的方法，主要作用是能够用较少的试验次数找出不同因素及水平间的最优搭配。
进行正交试验的第一步工作就是明确试验目的，在此基础上确定试验指标，根据经验和手册选择影响因素，将同一因素设置出不同的因素水平，再将因素和水平进行合理的搭配形成正交表。
在铣削加工中最主要的切削参数有每齿进给量 fz、加工中刀具的切削深度 ap、机床的主轴转速 n 和切削宽度 ae，所以选取以上 4 个切削参数作为试验因素，根据钛合金 TC4 高速加工的生产经验和加工手册选取 4 个水平，建立正交试验表 L16（45）。
钛合金高速外圆磨削的温度特征实验研究
ＺＨＡＮＧ Ｄｉ ａ ｎ— ｃ ｏ ｎ ｇ，Ｌ Ｉ Ｂｅ ｉ — ｚ ｈ ｉ ，ＺＨＡＮＧ Ｊ ｉ ａ — ｌ ｉ ａ ｎ ｇ，ＰＡＮＧ Ｊ ｉ ｎ ｇ — ｚ ｈｕ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｄ ｏ ｎ ｇ ｈ ｕ ａ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ １ ６ ２ ０，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
的测 试 实验 ， 分析 了砂轮 线 速度 、 磨 削深度及 工件速 度等 工 艺参数 对 工件表 面磨 削温度 的 影响机 制 。
揭 示 了表 面磨 削温度 随 着砂 轮 线速度 的提 高而上 升 ， 以及 随 磨 削深 度 的增 加 而升 高， 随 工件 速 度 的 提 高而 下降 的变化规 律 。实验 结果 可为进一 步研 究 高速 磨 削机 理 及优 化 工 艺参数 提供 依据 ， 从 而实 现 改善 工件表 面质 量 、 提 高加 工效率 的 目的。
文章编号 ： １ ０ ０ １—２ ２ ６ ５（ ２ ０ １ ３ ） ０ ７—０ ０ １ ６—０ ３
钛合金高速 外圆磨削的温度特征实验研究 米
张 电丛 ， 李蓓 智 ， 张 家梁 ， 庞 静 珠
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编号
砂轮线 工作台进 速度 vs 给速度 vw ( m/ s) ( m/ min)
磨削深度 ap
( mm)
单位砂轮宽 度磨除率 Zw ( mm3/ ( mm ·s) )
2- 1
60 ,90 , 120 ,150
2
0. 1
3. 33
2 - 2 150
1 ,2 , 3 ,4 ,6
0. 2
3. 33 ,6. 67 , 10. 00 ,13. 33 ,20. 00
针对钛合金材料的难加工性 ,国内外专家学 者进行了大量的研究工作[327] , 取得了一定的成 绩 ,但这些方法都存在各自的缺陷 ,并不能完全解 决钛合金磨削过程中出现的种种问题 。
近年来 ,高效深磨技术的发展与完善 ,为实现 钛合金高效精密磨削提供了一条有效途径 。高的 砂轮速度可以在不降低材料去除效率的前提下减
80 # 碳化硅制动式修整器 4. 5
0. 4 (固定值) 200
5 、3 、2 (从砂轮两侧轮流进给) 100
200 # 氧化铝砂条 ,2～3cm3/ 次
1. 2. 3 试验数据采集系统
(1) 测 力 仪 。试 验
采用 KIS TL ER 三相压
电晶体测力仪 (图 2) 对
陶瓷磨削过程的磨削力
进行测量 。测力仪由三
表 1 TC4 钛合金材料性能表
材料 TC4 屈服强度
( MPa) 895
热处理方法 退火
伸长率 ( %)
14
硬度 ( HRC) 抗拉强度 ( MPa)
34 断面收缩率
965 工件尺寸
( %)
( mm)Байду номын сангаас
34
60 ×15 ×15
TC4 钛合金高效深磨磨削力及比磨削能特征研究 ———盛晓敏 唐 昆 宓海青等
关键词 :钛合金 ;高效深磨 ;磨削力 ;比磨削能 ;特征 中图分类号 : T G580 文章编号 :1004 —132X(2009) 01 —0024 —05
Characteristic Investigations on Grinding Force and Specif ic Grinding Energy of High Eff iciency Deep Grinding f or TC4 Titanium Alloy
1. 2 试验设备 1. 2. 1 超高速平面磨床
试验在湖南大学国家高效磨削工程技术研究 中心自主研发的超高速 (314m/ s) 平面磨削试验 台上进行 。该试验台主要技术参数为 :主轴功率 40kW ,最高转速 20 000 r/ min , 采用 SBS4500 动 平衡系统对砂轮进行实时动平衡 ,不平衡量小于 01 1μm ;工作台驱动电机功率为 5kW ; 冷却系统 压力范围为 0～25M Pa ,磨削过程采用水基冷却 液 ,供液压力为 8M Pa 。试验台如图 1 所示 。
图 1 超高速 (314m/ s) 平面磨削试验台
1. 2. 2 砂轮选用
试验采用超高速树脂结合剂金刚石砂轮和陶
瓷结合剂 CBN 砂轮 ,其参数如表 2 所示 。参照表 3
所列参数对砂轮进行修整 ,直至砂轮外圆跳动不大 于 5μm ,然后采用氧化铝砂条对其进行修锐 。
表 2 砂轮参数表
砂轮外径 砂轮宽度 磨料种类
中国机械工程第 20 卷第 1 期 2009 年 1 月上半月
2 - 3 150
6
0. 2 ,0. 4 ,0. 6 , 0. 8 ,1
20 ,40 , 60 ,80 ,100
2- 4
150
1 ,2 ,3 ,4
0. 8 ,0. 4 , 0. 27 ,0. 2
13. 33
2 TC4 钛合金高效深磨磨削力特征及其 分析
人们通常用最大未变形切屑厚度 hmax 或当量 磨削层厚度 aeq 来表征磨削特征 ,并通过它们来描 述磨削条件对磨削过程及其输出物理量的影响 , 从而研究其磨削机理 。本文通过试验结果的分析 , 对每组试验中最大未变形切屑厚度 hmax 和当量磨 削层厚度 aeq 对单位面积法向 、切向磨削力的影响
( mm) ( mm)
金刚石 350
6
CBN
350
6
磨料粒度
(#) 120～140 80～100
浓度 ( %) 100 200
结合剂
类型 树脂 陶瓷
表 3 砂轮修整参数表
修整器 砂轮线速度 ( m/ s) 修整滚轮线速度 ( m/ s) 工作台进给速度 ( mm/ min)
进给量 (μm) 进给次数 修锐
别考察了不同砂轮线速度 、不同工作台进给速度 、 不同磨削深度及同一磨除率下不同工作台进给速 度和不同切深对钛合金材料磨削性能的影响 。所
采用的磨削参数如表 4 、表 5 所示 。
表 4 采用树脂结合剂金刚石砂轮的高效深磨试验方案
编号 1- 1
砂轮线 工作台进 速度 vs 给速度 vw ( m/ s) ( m/ min)
0 引言
钛及其合金以其比强度高 、抗腐蚀性能好 、无 磁性 、耐热性能好 、疲劳强度高等特性 ,在航空 、航 天 、航海 、国防 、石油 、化工等行业获得了广泛的应 用[122] 。然而 ,优异的材料性能只有在将材料加工 成一定形状 、尺寸和精度的产品后才能得到充分 体现 。钛合金是一种典型的难加工材料 ,在机械 加工特别是磨削加工时 ,钛合金磨屑易粘附和堵 塞砂轮 ,引起磨削力的增大和磨削温度的急剧升 高 ,砂轮损耗加大 ;同时由于磨削温度很高 ,钛合 金磨削表面易与空气中的氧 、氮 、氢等元素发生化 学反应 ,从而使表面硬化层加厚 、残余应力增大 , 严重降低了钛合金磨削表面的质量[3] 。
沿砂轮切向的切向磨削力 Ft 、沿砂轮径向的法向 磨削力 Fn 以及沿砂轮轴向的轴向磨削力 Fa ,但在 磨削中轴向磨削力 Fa 较小 , 所以试验中将其忽略 不计 ,只测量法向磨削力 Fn 和切向磨削力 Ft 。
图 3 磨削力测量系统示意图
1. 3 试验方案 该试验采用逆磨方式 ,采用 4 组试验方案 ,分
Sheng Xiao min Tang Kun Mi Haiqing Yu J ianwu Chen Tao Natio nal Engineering Research Center for High Efficiency Grinding ,
Hunan U niversit y ,Changsha , 410082 Abstract : Focusing o n t he characteristics of hard - to - grinding for titanium alloy , systemic p rocess experiment s was do ne abo ut grinding TC4 titanium alloy under t he high efficiency deep grind2 ing co nditio ns. Based o n t he analysis to t he variatio ns and characteristics of unit area grinding fo rce F′ wit h maximum undefo rmed chip t hickness hmax and equivlent cut ting t hickness aeq ,t his paper discussed t he variatio ns of it s material removal mode and analyzed t he variatio ns and characteristics of grinding fo rce ratio N ,specific grinding energy es wit h co rrespo nding parameter s f urt her . Then ,it was analyzed abo ut t he co nsumptio n of grinding power o n t he p rocess of high efficiency deep grinding for TC4 tita2 nium alloy. Key words :titanium alloy ; high efficiency deep grinding ; grinding force ; specific grinding energy ; c ha ract e ri st ic s
本文选用金刚石砂轮及 CBN 砂轮 ,系统开展 钛合金材料高效深磨工艺试验 。
1 钛合金高效深磨工艺试验
1. 1 试验材料及试样选择 试验 选 用 TC4 钛 合 金 材 料 , 工 件 尺 寸 为
60mm ×15mm ×15mm ,试验在 60mm ×15mm 的 表面进行 。TC4 钛合金材料的性能如表 1 所示 。
60 ,90～ 120 ,150
2
磨削深度 ap
( mm)
0. 1
单位砂轮宽 度磨除率 Zw ( mm3/ ( mm ·s) )
3. 33
1 - 2 150 1 - 3 150 1 - 4 150
1 ,2 ,3 , 4 ,6
0. 2
3. 33 ,6. 67 ,10. 00 , 13. 33 ,20. 00
收稿日期 :2007 —11 —20
·24 ·
小单颗磨粒的切屑厚度 ,减小切屑截面积 ,有效磨 粒的磨削力随之减小 ,砂轮损耗速度下降 ,提高了 砂轮耐用度。相应地 ,如果保持单颗磨粒的切屑厚 度不变 ,提高砂轮线速度就意味着可以再提高工作 台进给速度 ,从而提高加工效率 ;同时 ,由于工作台 进给速度的提高 ,砂轮与磨削区迅速脱离 ,磨削热 主要传播到切屑和磨削液中 ,从而降低工件表面温 度 ,可减少磨削烧伤 ,提高工件表面质量[8213] 。