钛合金TC17高速铣削研究.pdf

Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
The Graduate School
College of Mechanical and Electrial Engineering


Study on High Speed Milling of
Titanium Alloy TC17


A Thesis in
Mechanical Manufacture and Automation

by
Su Linlin
Advised by
Associate Prof. Su Honghua

Submitted in Partial Fulfillment

of the Requirements

for the Degree of

Master of Engineering

March, 2012
承诺书
本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进
行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致
谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成
果,也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位
或证书而使用过的材料。
本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部
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(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)





作者签名:
日期:
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
钛合金 TC17 作为一种性能优良的材料,在航空航天工业和其他工业部门用途广泛,但是
钛合金是一种非常典型的难加工材料,其切削加工困难原因有:导热系数小、高温化学活性大、
弹性模量低、与其他金属材料摩擦系数大等,加工效率和加工成本成为了影响其应用的瓶颈。
目前在实际生产中钛合金切削加工效率还比较低,采用普通刀具切削 TC17 其速度还停留在低
速范围(<50m/min)之内。所以,本文拟对钛合金 TC17 的切削加工性进行深入研究,包括其
高速铣削时切削力、切削温度和工件表面粗糙度的规律。
本文主要研究工作如下:
(1)使用硬质合金刀具对钛合金 TC17 进行了高速铣削力的试验,研究了不同铣削参数和
不同磨损状态对铣削力变化的影响。
(2)对钛合金 TC17——康铜丝的热电特性进行了标定,得到了其热电特性曲线;对夹丝
热电偶测温的热电势信号进行了分析;分析了铣削温度随切削参数和工件材料特性的变化规律;
对切削液的冷却效果进行了评价。
(3)完成刀具寿命的正交试验和单因素试验,研究了切削参数与刀具寿命之间的关系,建
立了刀具寿命的经验公式;使用油冷却的方式提高了刀具寿命;分析了铣削钛合金 TC17 工件
表面粗糙度的变化规律。

关键词:钛合金,TC17,高速铣削,铣削力,铣削温度,刀具寿命,表面粗糙度
I
钛合金 TC17 高速铣削研究
Abstract
As an excellent kind of material, titanium alloy TC17 is widely used in the aerospace, energy,
and chemical industries. However, titanium alloy is the typical kind of difficult-to-cut materials. The
reasons for this are as follows: low thermal conductivity, high chemical activity, low elastic modulus
and large coefficient of friction with other metal materials. The low productivity and high cost is the
crucial limiting factors for the application of titanium alloy TC17. The cutting efficiency for the
titanium alloys is relatively low, and the actual cutting speed of TC17 is still lower than 50m/min. In
this paper, some research work