固体粉末内喷润滑车刀设计及其切削仿真研究.pdf

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1、第9期组合机床与自动化加工技术No．92015年9月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueSept．2015文章编号：1001—2265(2015)09—0045—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．09．013固体粉末内喷润滑车刀设计及其切削仿真研究术霍文国，丁元法，蔡兰蓉‘，张翔宇，董庆运，邵娟(1．天津市高速切削与精密加工重点实验室天津职业技术师范大学，天津300222；2．贵州省新材料研究开发基地贵州省先

2、进金属材料制备与加工工程研究中心，贵阳550002)摘要：TC4(Ti6A14V)合金作为一种典型的难加工材料，严重的刀具磨损制约了其切削加工效率。文章设计了一种充气加压式固体内喷润滑车刀，并采用DEFORM软件对其切削加工温度进行了有限元分析。结果表明，采用充气压力将固体润滑剂直接输送到刀具刃部，可在不使用冷却液的情况下达到冷却润滑切削加工区的目的，降低自润滑车刀和TC4合金工件之间的摩擦因数，对降低切削温度和表层最大残余应力具有明显效果。关键词：钛合金；内润滑；切削仿真；固体粉末中图分类号：THl64

3、；TG580文献标识码：ADesignofInnerLubricatingTurningCutterandSimulationResearchofCuttingAbilitywithSolidPowderHUOwen—guo，DINGYuan-fa，CAILan—rong，ZHANGXiang—yuDONGQing—yun，SHAOJuan(1．TianjinKeyLaboratoryofHighSpeedCutting&PrecisionMachining，TianjinUniversityofTech

4、nologyandEducation，Tianjin300222，China；2．GuizhouEngineeringandTechnologyCenterofAdvancedMetalMa-terial，GuizhouR&DCenterofModemMaterials，Guiyang550002，China)Abstract：Asakindoftypicaldificult-to—machinematerials，TC4(Ti6A14V)alloywasrestrictedinitscuttingefi

5、ciencybecauseofthetoolweartoofast．Akindofsolidinternallubricationtoolininflationpres．surestylewasintroduced．anditscuttingperformancewasinvestigatedbyfiniteelementanalysiswithDEFORMsoftware．Theresultsshowedthatanobviouseffectindecreasingthecuttingtemperatu

6、recanbeOb．minedbyreducingthefrictioncoeficientbetweentheself-lubricatingtoolandtheTC4alloythroughdelive—ringthesolidlubricantdirectlytothebladeofthecuttingtoolwithouttheuseofcoolantconditions．Keywords：titaniumalloy；innerlubrication；cuttingsimulation；solid

7、powder势，能降低工件与刀具之间的摩擦系数。TaeJoKo等O引言人开发了一种空气涡流制冷式的低温微量润滑系钛合金具有密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等优统，并进行了TiN涂层刀具硬车削试验，结果表明，低良的性能被广泛应用于航空航天、舰船、兵器等行业。温微量润滑可提高刀具寿命。但钛合金也是一种典型的难切削材料，在切磨削加工Y．Yakup，z．Y．Wang，ShaneY．Hong等人开时，由于导热系数低，切削热很难导出，切削区极易积展了液氮喷到切削区冷却润滑加工的实验研究[6引。聚大量热量产生切削高温，进

8、而被高温软化的钛合金结果表明，液氮冷却能够改善切削加工性能，减少磨削切屑粘附在刀具表面加剧刀具粘附磨损，增大了工件。烧伤。刀具和切屑之间的摩擦，又进一步增加切削温度，形成切削过程中前刀面和工件之间的摩擦摩擦磨损性恶性循环，最终导致刀具严重磨损和工件磨削烧能对于刀具寿命和加工工件表面质量都有比较重要的伤。。影响，通过冷风、液氮和微量润滑等方式可以降低刀具因此减少刀具和工件之间的摩擦有利于改善切削与工件的摩擦系数，改善切削加工性能