机械工程学报

作者：岳彩旭, 杜延杰, 李晓晨, 陈志涛, 刘献礼, Steven Y.LIANG, Lihui WANG

单位：1. 哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点试验室 哈尔滨 150080;2. 佐治亚理工学院乔治?W?伍德拉夫机械工程学院 亚特兰大 30332 美国;3. 瑞典皇家理工学院 斯德哥尔摩 25175 瑞典

关键词：Ti6Al4V,铣削,前刀面磨损,磨损预测,刀-屑接触关系；

基金：国家重点研发计划（2018YFB2002201）和黑龙江省优秀青年基金（YQ2019E029）资助项目。

钛合金Ti6Al4V作为典型的航空航天难加工材料，在其铣削过程中硬质合金刀具的磨损会降低加工过程稳定性，进而影响加工效率和已加工表面表面质量。刀具前刀面磨损会导致刀具刃口强度降低，并影响切屑的流向和折断情况。针对前刀面磨损机理进行分析并构建了月牙洼磨损深度预测模型。首先运用解析方法构建了前刀面应力场模型，得到切屑在前刀面滑动过程中的刀具前刀面应力分布情况及磨损位置。基于刀-屑接触关系的基础上建立了前刀面温度场模型。然后，基于所得刀具前刀面应力与温度分布，构建综合考虑磨粒磨损、粘结磨损与扩散磨损的铣刀月牙洼磨损深度预测模型，获得月牙洼磨损预测曲线；结合铣刀月牙洼磨损带沿切削刃方向分布的特点，建立了随时间变化的铣刀前刀面磨损体积预测模型。最后通过试验验证了切削宽度对前刀面磨损的影响规律，预测结果与试验测量值具有较好的吻合性。结果表明随着切削宽度的增加，月牙洼磨损深度及前刀面磨损体积都随之增加。研究结果为钛合金铣削用刀具的设计和切削参数的合理选择提供了理论基础。

来源：2021年第23期

《机械工程学报》期刊编辑部

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