两种难加工材料的切削实验研究及其工艺参数优化.docx

两种难加工材料的切削实验研究及其工艺参数优化
难加工材料是指具有较高硬度、韧性和抗热性的材料，如高温合金、钛合金等，其加工难度大，容易产生表面质量差、刀具磨损快等问题。为了解决这些问题，本文选取高温合金和钛合金作为研究对象，并开展了切削实验研究及其工艺参数优化。
一、实验材料和工艺参数选择
实验材料选择了两种难加工的材料：GH4169高温合金和TC4钛合金。它们的力学性能和化学成分如下。
高温合金：
|材料|GH4169高温合金|
|------|---------------|
|强度|1360MPa|
|硬度|32HRC|
|密度|8.19g/cm³|
|成分|Ni、Cr、Fe、Mo、Ti、Al、Cb、C|
钛合金：
|材料|TC4钛合金|
|------|-----------|
|强度|880MPa|
|硬度|28HRC|
|密度|4.5g/cm³|
|成分|Ti6Al4V|
本实验选用数控铣床进行切削加工，采用铣削工艺进行实验，铣削刀具为刚性刀具，具体参数如下。
|工艺参数|参数值|
|-|-|
|转速|1000r/min|
|进给速度|0.04mm/r|
|径向切深|0.1mm|
|纵向切深|0.2mm|
|刀具类型|刚性刀具|
二、实验结果分析
实验结果表明，在选定的切削参数下，小径铣削高温合金GH4169的进给力、径向切削力和刀具温度等指标均高于钛合金TC4。这是由于高温合金具有较高的硬度、韧性和抗热性，导致铣削时刀具受到较大的切削力和热损失，从而影响铣削效果。
针对实验结果，在切削参数的选择和调整方面探索了优化方案，包括选择合适的刀具材料和形状、优化切削速度和进给速度、加工液的使用等。在刀具材料选择和形状设计方面，可以采用新型的纳米晶刀具或钢化刚玉刀具，具有更好的耐磨性和抗热性，能够更好地适应高温合金和钛合金的铣削需要。在切削速度和进给速度的选择方面，应根据材料的硬度和形变特性，选择合理的切削速度和进给速度，同时配合加工液的使用，降低温度和切削力，以达到最佳的表面质量和工艺效果。
三、结论
本实验选取了高温合金GH4169和钛合金TC4作为研究对象，对它们的切削加工进行了系统的实验研究，并探索了工艺参数的优化方案。实验结果表明，高温合金的切削加工难度大，需要采用更加合理合适的切削参数和刀具材料，以达到最佳的加工效果。通过实验，可以为今后的相关研究提供重要参考和指导，并为工业生产提供更好的技术支持和服务。