高温金属材料（γ-TiAl）深孔钻削技术研究

论文摘要

钛铝金属间化合物是一种新兴的高温金属材料,具有耐高温、抗氧化和密度低、比强度和比刚度好等特点,其中最有应用前景的是γ-TiAl,现已用于飞机和汽车制造工业,且有望逐渐扩展到航天、航海、医疗、化工、冶金等领域,有着很大的发展潜力。随着钛铝金属间化合物制备技术不断地提高,应用领域不断地扩大,对切削加工的要求将会越来越高。由于钛铝金属间化合物的特殊机械性能,给切削加工带来许多困难,目前还没有加工该材料的成熟工艺参数（合理的刀片材料、几何角度和切削用量）,这些因素都将会制约这一优秀材料的应用和发展。深孔加工相对与其他加工方法切削条件更加恶略,加工更加困难,目前还查不到该材料深孔钻削的数据资料。本课题以γ-TiAl为研究对象,研究该材料的深孔钻削技术。首先,本文在分析γ-TiAl切削性能基础上,选用BTA系统为钻削系统并设计出几何参数适于加工γ-TiAl的Φ12mm深孔钻头。然后,通过对常用刀具材料性能进行分析对比,初选出YG8、YG813和YW2三种硬质合金进行钻头刀片磨损对比试验。通过试验选出最适合深孔钻削γ-TiAl的刀片材料。最后,通过钻削力试验研究获得钻削γ-TiAl的合理切削用量。研究结果对于γ-TiAl深孔钻削刀具及工艺的设计,有重要的参考价值；并将对钛铝金属间化合物这一新型材料的推广应用有一定的促进作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 钛铝金属间化合物
• 1.1.1 钛铝金属间化合物的分类
• 3Al、γ-TiAl和TiAl₃的性能'>1.1.2 Ti₃Al、γ-TiAl和TiAl₃的性能
• 1.2 国内外钛铝金属间化合物切削加工现状
• 1.3 深孔钻削技术发展现状
• 1.4 研究γ-TiAl深孔钻削技术的目的和意义
• 1.5 课题的来源及主要研究内容
• 1.5.1 课题的来源
• 1.5.2 主要研究内容
• 1.6 创新点
• 第二章 γ-TiAl材料切削加工性分析
• 2.1 γ-TiAl与TiAl6V4和45钢的机械性能比较
• 2.2 材料切削加工性的定义
• 2.3 γ-TiAl的切削加工性能分析
• 2.4 小结
• 第三章 γ-TiAl深孔钻削技术研究
• 3.1 深孔钻削加工的特点及需要解决的主要问题
• 3.2 γ-TiAl深孔钻削系统的选用
• 3.3 γ-TiAl深孔钻削钻头结构设计
• 3.4 深孔钻头受力分析
• 3.5 钻头几何参数设计
• 3.6 钻头刀片材料的选择
• 3.7 导向块设计
• 3.7.1 导向块位置角的确定
• 3.7.2 导向块几何尺寸的确定
• 3.7.3 导向块材料的选择
• 3.8 刀体其它部分的设计
• 3.9 切削液的选用
• 3.10 小结
• 第四章 γ-TiAl深孔钻削刀片材料试验研究
• 4.1 几种常用刀具材料
• 4.2 γ-TiAl深孔钻削刀片材料的选择
• 4.2.1 切削γ-TiAl材料对刀片材料的要求
• 4.2.2 刀片材料的初选
• 4.3 γ-TiAl深孔钻削刀片材料选择试验
• 4.3.1 测力系统的设计
• 4.3.2 传感器的静态标定
• 4.3.3 试验设备
• 4.3.4 试验测量和记录仪器
• 4.3.5 工艺参数
• 4.3.6 试验步骤
• 4.3.7 试验结果与分析
• 4.4 小结
• 第五章 深孔钻削Y-TiAl的切削用量试验研究
• 5.1 切削速度对钻削力的影响试验
• 5.1.1 切削速度的定义
• 5.1.2 试验目的
• 5.1.3 试验方案
• 5.1.4 工艺参数
• 5.1.5 试验结果及分析
• 5.2 进给量对钻削力的影响试验
• 5.2.1 试验方案
• 5.2.2 工艺参数
• 5.2.3 试验结果及分析
• 5.3 钻削中出现的问题及预防办法
• 5.4 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 详细摘要