外文翻譯---高速立銑ti-6al-4v合金的刀具磨損和切削力變化-資料下載頁(yè)
2025-10-25 02:08本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】且優(yōu)秀的強(qiáng)度質(zhì)量比與耐腐蝕性的結(jié)合。然而，由于其較低的導(dǎo)熱性和較高的化學(xué)反應(yīng)。具磨損率，即使是在常規(guī)的切削速度下。眾所周知，刀具磨損與切削力有很大的關(guān)系，在目前的研究中，干切削條件下用未涂層硬質(zhì)合金刀具加工Ti-6Al-4V. 這個(gè)工作的主要目的是分析高速立銑Ti-6Al-4V. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在用未涂層硬質(zhì)合金刀具高速立。銑Ti-6Al-4V合金中的主要刀具磨損機(jī)理是在月牙洼處的磨損與擴(kuò)散和后刀面的磨損。可作為自動(dòng)化制造中刀具磨損指標(biāo)的yF的變化與刀具的磨損增長(zhǎng)是正相關(guān)的。Ti-6Al-4V是(α+β)相鈦合金的一種，這種鈦合金通常應(yīng)用于航天、生物醫(yī)學(xué)、然而，值得注意的是，其導(dǎo)熱系數(shù)低和高的熱容量可能在切削過(guò)程。中引起散熱方面的困難，結(jié)果導(dǎo)致高的切削溫度集中在與刀刃毗鄰的一個(gè)狹窄區(qū)域內(nèi)，在切削過(guò)程中，在高溫和高接觸應(yīng)力相互作用的刀屑界面，損壞，以及當(dāng)?shù)毒邍?yán)重磨損時(shí)機(jī)床的停機(jī)。最大的切削厚度發(fā)生在靠近切齒與工件接觸點(diǎn)處。
【正文】 并可能導(dǎo)致漸進(jìn)磨損和刀具間隙表面角度的損耗。圖 B7 的另一個(gè)有趣特征是由于高度熱負(fù)荷產(chǎn)生的切屑形成分段垂直于切削刃的熱裂紋，刀齒的切入 /切出和高速立銑 Ti6Al4V 合金的內(nèi)在特征。 從圖 B8 的掃描電鏡圖像可 以看到，月牙洼磨損幾乎充滿了刀刃的后刀面，并且擴(kuò)散到了刀刃的前沿。結(jié)果是，邊緣缺洼的發(fā)生。這是由于切屑分割的性質(zhì)，局部的剪切變形和切屑在前刀面 [15]上的流動(dòng)造成的。 通過(guò)以上的討論，鈷粘合劑從刀具擴(kuò)散進(jìn)入切屑削弱了硬質(zhì)合金的強(qiáng)度，并且在刀具前刀面形成月牙洼磨損。月牙洼磨損隨著時(shí)間的推移變得越來(lái)越深，導(dǎo)致形成大的正前角和最終形成災(zāi)難性失敗。后刀面磨損造成摩擦阻力增加。刀具磨損使工件的表面粗糙度與尺寸精度惡化。當(dāng)?shù)毒吣p嚴(yán)重時(shí)，甚至損壞機(jī)床。因此，監(jiān)測(cè)和控制刀具的磨 21 圖 B8 前端洼地輪廓 損對(duì)于得到想要的 加工質(zhì)量是至關(guān)重要的。 切削力 如上所述，隨著刀齒的切入 /切出切屑厚度隨著旋轉(zhuǎn)的波動(dòng)導(dǎo)致切削力的周期性變化。圖 B9 介紹了在立銑過(guò)程中測(cè)量的（實(shí)驗(yàn)的）切削分力（ xF ， yF 和 zF ）與一次立銑過(guò)程中一次回轉(zhuǎn)的切削時(shí)間的關(guān)系?？梢钥闯?，在一次嚙合中切削力有三個(gè)主要的區(qū)域。 圖 B9 一個(gè)切削周期的切削力 22 圖 B10 第一個(gè)周期的切削力波形（鋒利刀具） 區(qū)域 I 被定義為立銑刀切入工件的開(kāi)始時(shí)期。區(qū)域 II 被定義為穩(wěn)定的切削狀態(tài)。在區(qū)域III 中，銑刀切出并且切削力最終降回零。在一次回轉(zhuǎn)中，刀齒和工件的嚙合時(shí)間約為7ms；而如圖 B10 所示的一次回轉(zhuǎn)周期大約等于 47ms。因此，立銑回轉(zhuǎn)中一個(gè)刀齒的嚙合時(shí)間與回轉(zhuǎn)周期比起來(lái)很短。此外，在圖 B9 和 B10 中的嚙合時(shí)間與回轉(zhuǎn)周期都與方程 10 和 7 的分析值非常近似，這可以正確地驗(yàn)證切削力分析的準(zhǔn)確性。 圖 B10 同樣給出了一把鋒利刀具的三個(gè)切削力與切削時(shí)間的關(guān)系。結(jié)果顯示，在負(fù)y 方向的切削力是三 個(gè)分力中主導(dǎo)的，并且顯示出比 x 和 z其它兩個(gè)方向力高一級(jí)。正x 方向切削力的峰值比 y 方向的一半還小。原因可能由方程 2 分析得到，在方程 2 中， yF是切削系統(tǒng)中兩個(gè)成分的總和，而 xF 由于 cos? 的取值范圍是從 1 到 0 而成為切削力系統(tǒng)中兩個(gè)成分之差。 z 方向的切削力看起來(lái)相像正弦波，它的峰值僅僅是 y 方向的七分之一。因此，切削力 yF 是主要 信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用來(lái)監(jiān)測(cè)切削過(guò)程。 切削力變化與刀具磨損增長(zhǎng)之間的相互關(guān)系 當(dāng)立銑進(jìn)行第一次切削，刀刃非常鋒利，并且沒(méi)有太大的刀具磨損；三個(gè)切削分力都波動(dòng)很小，并且正如圖 B10 所示，這些波動(dòng)之間都是相互獨(dú)立的。然而，隨著它的使用，刀具磨損加重，伴隨磨損的發(fā)展，切削幾何形狀不斷變化。總力是由于切屑形成和刀具磨損產(chǎn)生力的總和。所以，力隨著刀具磨損進(jìn)行逐漸增長(zhǎng)；這就是說(shuō)，刀具磨損是切削力波動(dòng)的原因。比較圖 B10 和 B11，可以看到隨著切削過(guò)程的進(jìn)展。負(fù) y 方向的切削力 23 圖 B11 第 21 個(gè)周期的切削力波形（鈍的刀具） 峰值有一個(gè)明顯的增長(zhǎng)，從 175 到 225 N 。另一方面， x 和 z 方向的切削力峰值發(fā)生輕微的變化。所以，可以合理地相信切削力 yF 與刀具磨損增長(zhǎng)是一個(gè)正相關(guān)的關(guān)系，并且在自動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程中它常被用來(lái)監(jiān)控刀具的磨損。 結(jié)論 本文對(duì)在干切削條件下用未涂層硬質(zhì)合金刀具高速銑削 Ti6Al4V合金 過(guò)程中的刀具磨損和切削力進(jìn)行試驗(yàn)研究，最后討論了切削力變化與刀具磨損之間的關(guān)系。從本文可以得出以下結(jié)論： 未涂層硬質(zhì)合金刀具高速立銑 Ti6Al4V 合金的主要刀具磨損機(jī)理是在月牙洼磨損處伴隨磨損的粘附擴(kuò)散和后刀面的磨損。此外，出現(xiàn)了垂直于切削刃的熱裂紋。 高速立銑 Ti6Al4V 合金過(guò)程中，在負(fù) y 方向的切削力是三個(gè)分力中最主要的并表現(xiàn)的比 x 和 z 其它兩個(gè)方向了更高程度。 yF 與刀具磨損增長(zhǎng)有一個(gè)正相關(guān)關(guān)系， yF 可作為監(jiān)測(cè)切削過(guò)程的一個(gè)變量。
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