PCD刀具高速铣削TA15钛合金切削力的研究

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1、第42卷第2期2010年4月南京航JournalofNanjing空航天大学学报UniversityofAeronautics8LAstronauticsPCD刀具高速铣削TAl5钛合金切削力的研究刘鹏徐九华冯素玲傅玉灿耿国盛(南京航空航天大学机电学院，南京，210016)v01．42No．2Apr．2010摘要：通过利用回归正交设计扣单因素试验设计方案，进行了PCD刀具高速铣削钛舍金TAl5的切削力试验。对高速加工过程中的动态铣削力进行了频谱分析。分析了高频振动对切刺力波形的影响。然后利用单因素试验分析了工件坐标系中三向分力以及刀具坐标系中切向分力随切削用量的变化规

2、律．通过回归正交设计，建立了PCD刀具高速铣削钛合金时切削用量与动态切削力之间的数学模型，并进行了方差分析，验证了模型的可靠度。分析结果为PCD刀具高速兢削钛舍全的工艺参数优化及建立高速铣削数据库奠定了基础。关键词：高速切削；钛舍金；聚晶金刚石刀具；回归正交设计；单因素试验设计；切削力中图分类号：TG506文献标识码：A文章编号：1005—2615(2010)02—0224—06CuttingForcesinHighSpeedMillingofTitaniumAlloywithPCDToolLiuPeng，Xudiuhua，FengSuling，FuYucan，Gen

3、gGuosheng(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering。NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：RegressionorthogonaldesignandsinglefactordesignareappliedtOcuttingforceexperimentsinthehighspeedmillingoftitaniumalloyTAl5withPCDt001．Thefrequencyspectrumanaly

4、sisofthedynamicmillingforceisconductedinthehighspeedmillingTAl5byPCDt001．Theeffectofthehigh-frequencyvibrationonwaveformsofthecuttingforceisanalyzed．Byusingsinglefactordesign，changesofcuttingforcesinworkpiececoordinatesystemandtangentialcomponentforceintoolcoordinatesys—temwithcuttingpa

5、rametersareanalyzed．Byusingtheregressionorthogonaldesign，amathematicalmodelontherelationshipbetweencuttingparametersanddynamiccuttingforcesisestablishedinthehighspeedmillingofthetitaniumalloywithPCDt001．Thevarianceanalysisvalidatesthemodel．TheresultprovidesafoundationfortheoptimizationO

6、fprocessparametersanddatabasebuildinginhigh-speedmachiningandinhighspeedmillingofthetitaniumalloyTAI5withPCDt001．Keywords：highspeedcutting；titaniumalloy；polycrystallinediamond(PCD)tool；regressionorthogo—naldesign；singlefactordesign；cuttingforce钛合金具有比强度高、热强度高、抗断裂性高、高温(低于500。C)抗腐蚀性好等优良特性，

7、使得钛和钛合金得到了很大的发展。钛合金最初应用于航空航天的飞行器和发动机零件的制造，现在包括石油、化学、食品加工、医疗器械、核工业、汽车和船舶工业等工业部门的钛合金应用也得到了发展。但钛合金同时具有导热系数小、高温化学活性高、弹性模量低、摩擦系数大等特性，导致其加工性能差。钛基金项目：教育部长江学者和创新团队发展计划(IRT0837)资助项目．收稿日期：2009—09-09；修订日期：2009—11—26作者简介：刘鹏，男，博士研究生．1982年10月生；徐九华(联系人)，男，教授，博士生导师，E—mail：jhxu@nuaa．edu．cn。第2期刘