钛铝合金在航空发动机领域应用越发广泛,为了给实际生产提供工艺参考,采用单因素试验,研究超声辅助侧铣钛铝合金时切削参数对表面完整性及刀具磨损的影响规律。研究结果表明,超声辅助侧铣钛铝合金合适的切削参数范围为vc=(30~70)m/min、ae=(0.05~0.2)mm、f=(0.005~0.02)mm/tooth和I=100mA。在上述参数下,表面粗糙度值较小(Sa<0.9μm),未见明显的表面缺陷。钛铝合金切削加工表面存在材料硬化现象,表面硬度约为(273~316)HV10,径向切深与每齿进给量为加工表面硬化的主要影响因素。铣削速度对刀具磨损影响最大,后刀面以粘结磨损为主并有氧化磨损与扩散磨损,前刀面以扩散磨损和粘结磨损为主并有氧化磨损,二者均伴随有涂层剥落。

γ-TiAl合金因具有良好的高温物理和力学性能而广泛应用于航空航天、汽车等领域。通过γ-TiAl合金铣削加工正交试验,分析了切削参数对加工表面粗糙度的影响规律。研究表明:γ-TiAl合金铣削加工表面粗糙度的重要影响因素为背吃刀量和每齿进给量,其次是切削速度;切削速度、背吃刀量、每齿进给量之间的两两交互作用对表面粗糙度的影响不显著;表面粗糙度随着背吃刀量和每齿进给量的增加而增大,随着切削速度的增加先增大后减小。利用偏最小二乘回归法建立了基于切削参数的表面粗糙度的数学预测模型,通过模型的相关性分析以及F检验,验证了该模型具有较好的精度,能够满足表面粗糙度的一般性预测要求。在此次试验条件下获得最小表面粗糙度的切削参数为切削速度vc=40 m/min、每齿进给量fz=0.005 mm/z和背吃刀量ap=0.05 mm。

采用微波烧结技术制备了一种氮化硅基复合陶瓷刀具材料,研究了其与三种不同属性的硬质材料(氮化硅、硬质合金和GCr15轴承钢)在不同载荷下对摩时的摩擦特性与磨损机理.研究结果表明当与氮化硅对摩时,磨损率最大且磨损率随载荷增大急速升高,磨损主要以脆性剥落形式存在;当与硬质合金对摩时,摩擦系数最小,随载荷增加磨损机理由磨粒磨损转变为磨粒磨损与疲劳磨损共同作用.当与轴承钢对摩时,磨损率最小,因在摩擦过程中在磨痕表面形成金属黏着,其磨损率随载荷的增大而减小.与商业的氮化硅陶瓷刀具材料相比,微波烧结氮化硅陶瓷刀具材料摩擦系数略有降低,磨损率降低了14.17%~59.49%.