杨振朝 张定华 姚倡锋 任军学

　　(西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室田卫军，西安，710072)

　　摘要　　通过TC4钛合金的高速铣削加工实验，研究了铣削速度对钛合金已加工表面完整性的影响规律。利用专业金属切削加工有限元软件AdvantEdge，对TC4钛合金高速铣削过程进行了二雏模拟仿真.获得了在不同铣削速度下的温度场分布以及铣削速度对刀具前后刀面切削温度的影响规律。基于仿真结果，分析了TC4钛舍金高速铣削速度对表面完整性的影响机理。结果表明：切削区{zg}温度位于刀一屑接触面上，距离刀尖0.01～0.02 mm的位置。铣削速度对切削温度影响显著.切削温度整体上随铣削速度增加而升高，但当铣削速度为301 m/min时.切削温度有所下降。

　　关键词　　TC4钛舍金;高速铣削;表面完整性;温度场;影响机理钛合金以其密度小、强度高、耐高温、抗腐蚀性好等特点，在航空、航天、航海、汽车及其他行业得到了广泛的应用。但由于钛合金导热系数低、弹性模量小、化学活性大，使得钛合金切削加工性较差，主要表现在切削温度高、变形系数小、单位面积切削力大，在切削刃附近，冷硬、粘刀现象和刀具磨损都很严重[1-2]。在常规切削速度下加工钛合金，已加工表面存在微观组织变化和显微硬度的增加，当刀具长时间处于磨损状态加工时，已加工表面存在严重的塑性变形和硬化，尤其在干切削的条件下更为突出[3-4]，而这些势必对零件疲劳性能造成不利影响。
　　高速加工凭借其高的材料去除率、低切削力，以及加工工件精度高、表面质量高等优点，在钛合金的切削加工中显现出了明显的优越性。大量实验表明：钛合金高速加工获得的表面，具有表面粗糙度低、硬化层深度小、残余应力小等特点[5-7]，因此，高速加工是提高钛合金加工效率、改善表面质量、控制钛合金整体薄壁件变形和延长钛合金构件疲劳寿命的理想加工方法。
　　整体叶盘是发展高推重比航空发动机的关键技术，目前钛合金压气机整体叶盘主要采用五坐标加工中心直接铣削成型，而{zh1}一道铣削工艺决定了工件最终的表面质量和加工精度，所以本文模拟整体叶盘加工{zh1}一道的铣削环境，采用相关的加工参数进行实验，并着重研究铣削速度对TC4钛合金高速铣削已加工表面完整性的影响规律，并借助专业切削加工有限元软件AdvantEdge，对钛合金高速铣削过程中的温度场进行了仿真，进而分析了铣削速度对表面完整性影响机理，以期为优化钛合金整体叶盘高速铣削工艺参数、进行表面完整性控制提供相关的实验基础与理论依据。

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