不同介质下高速铣削钛合金时切屑的变形研究

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钛合金的切屑变形研究起始于二十世纪五十年代，许多国外的著名学者如m.c.shaw，n.h.cook，o.w.boston，m.e.merchant，m.field，r.komanduri，h.schulz等人都做了大量的研究工作；国内的一些高校和科研院所如西北工业大学、南京航空航天大学等也从事了相关的研究。
目前，关于切屑变形的研究多集中在变化切削参数、刀具材料、刀具几何尺寸等方面，特别是对低速切削状态下的切屑变形规律的研究比较多。对于变化切削介质特别是采用干切削或无污染、少污染的切削介质时的切屑变形的高速切削试验研究还很少。另外，关于切削变形规律的研究，以车削居多，而高速铣削方面的研究比较少。本文重点对干铣削、空气油雾和氮气油雾介质下高速铣削钛合金时的切屑变形规律进行试验研究。

剪切角f的比较
图7为剪切角f随速度变化的曲线。该图表明，随着铣削速度的增加，空气油雾、氮气油雾和干铣削条件的钛合金切屑剪切角都有增加的趋势，也即切屑变形减小的趋势，特别是铣削速度超过275m/min时，这种趋势更加明显。产生这种结果的主要原因有两方面，一方面是因为变形时间缩短，钛合金的变形减小；另一方面是因为切屑速度对前刀面平均摩擦系数有影响，高速切削时，切削速度越大，前刀面平均摩擦系数越小。当切削速度很大时，由于切削温度很高，切屑底层软化，形成薄薄的微溶层，在这种情况下，切削速度的变化对切屑变形的影响已很小。
此外，在相同速度下，氮气油雾下切屑的剪切角大于空气油雾。其原因是由于氮气介质下的切屑的剪切滑移面上有氮化钛存在，剪切滑移面的塑性降低，切屑在集中剪切滑移过程中更容易发生塑性失稳，因而切屑的变形减少，剪切角f减小。3结论

通过不同介质下钛合金切屑变形的高速铣削试验研究，可以得出以下几点结论：
干铣削时，刀具与切屑之间的摩擦较大，铣削区温度高，切屑流经前刀面后的变形较大，切屑表面的条形褶皱较多、平整性差。随着铣削速度的增加，切屑的形态越来越规则。不同介质下切屑的表面微观形态也有不同，空气油雾下切屑的节状化比和干铣削时明显，但不如氮气油雾。在氮气油雾介质下的切屑上存在着较多微裂纹、切屑更容易脆断。在相同速度下，氮气油雾和空气油雾下的切屑剪切角f大于干铣削和空气油雾，即切屑变形系数低于干铣削和空气油雾，空气油雾剪切角f大于干铣削