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航空航天构件装配制孔深度控制技术研究
1
作者 冷晓寒 杨国林 +2 位作者 康仁科 魏金花 孙新 《宇航材料工艺》 北大核心 2025年第4期47-53,共7页
航空航天构件装配过程中需要进行大量沉头孔的加工,其中,沉孔深度是需要精确控制的关键技术指标,对构件装配质量有着重要影响。螺旋铣孔是近些年出现的装配制孔新方法,配合特制刀具也可以用于沉头孔的加工。基于现有的便携式螺旋铣孔设... 航空航天构件装配过程中需要进行大量沉头孔的加工,其中,沉孔深度是需要精确控制的关键技术指标,对构件装配质量有着重要影响。螺旋铣孔是近些年出现的装配制孔新方法,配合特制刀具也可以用于沉头孔的加工。基于现有的便携式螺旋铣孔设备,提出了一种沉头孔加工深度自动控制方法。首先搭建了螺旋铣孔试验平台,分析了加工过程中的误差来源;然后通过理论分析和开展对刀接触力测量试验,建立了接触力与进给电机转矩值之间的函数关系,并进一步确定了使用铣锪一体刀具加工时的优选对刀参数;最后,在钛合金试件上进行了自动对刀及锪窝加工试验,并对窝深进行测量。结果表明,加工后的沉头孔深度误差控制在0.05 mm以内,满足构件的设计精度要求。 展开更多
关键词 沉头孔 锪窝 螺旋铣孔 装配 制孔深度
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面向薄壁件无颤振铣削的机器人控制策略研究
2
作者 刘凯 韩训梅 《机床与液压》 北大核心 2025年第24期61-68,共8页
针对薄壁工件在端部铣削过程中的振动问题,提出一种磁性跟随支撑装置的新型机器人加工方案。该装置不仅为铣削区域周围的工件两侧提供了刚度和阻尼,而且还为刀具铣削的另一侧提供了连续的支撑。提出由刀具底刃引发的薄壁工件轴向再生颤... 针对薄壁工件在端部铣削过程中的振动问题,提出一种磁性跟随支撑装置的新型机器人加工方案。该装置不仅为铣削区域周围的工件两侧提供了刚度和阻尼,而且还为刀具铣削的另一侧提供了连续的支撑。提出由刀具底刃引发的薄壁工件轴向再生颤振模型,在此基础上,结合混合机器人灵活运动和大刚度的优点,设计一种新型的磁性跟随支撑装置,可安装在混合机器人的末端,并吸附在工件的对面,解决铣削系统中支撑侧空间较大的问题。建立工件的多模态时间间隔动态模型,以预测三维颤振稳定性叶瓣图。实验结果表明:跟随支撑装置可显著提高工件铣削的稳定性,未使用跟随装置时的表面粗糙度为2.69μm,采用跟随装置的表面粗糙度降低到了1.21μm。基于设计的磁性跟随支撑装置的机器人端铣削方案可以显著抑制机器人端铣削颤振现象,实现大型薄壁工件无颤振工艺参数的选择和高质量的铣削加工,验证了所提端部铣削颤振模型的可靠性和有效性。 展开更多
关键词 机器人铣削 薄壁工件 磁性跟随支撑装置 铣削颤振
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高强中模碳纤维复合材料表面高速进给铣削材料去除机理研究
3
作者 陈亮子 唐珊珊 +4 位作者 王天立 程志强 宋万越 王一奇 高航 《表面技术》 北大核心 2025年第4期151-164,共14页
目的开展高强中模碳纤维复合材料表面高速进给铣削材料去除机理分析,提高高强中模碳纤维复合材料表面铣削质量。方法采用仿真模拟与实验相结合的方法,选用聚晶金刚石(PCD)双刃铣刀、硬质合金双刃/四刃/微刃铣刀开展高强中模碳纤维复合... 目的开展高强中模碳纤维复合材料表面高速进给铣削材料去除机理分析,提高高强中模碳纤维复合材料表面铣削质量。方法采用仿真模拟与实验相结合的方法,选用聚晶金刚石(PCD)双刃铣刀、硬质合金双刃/四刃/微刃铣刀开展高强中模碳纤维复合材料表面铣削仿真与实验,结合铣削过程切削刃加工轨迹分析结果,综合评价四种刀具铣削过程产生的切削力、切削热与材料表面铣削质量的关系。结果仿真发现铣削过程中纤维承受主要载荷,刀具切入处表面更容易出现损伤。进给速度提高,表面铣削质量会有所降低,刀具刃数增加,进给力与最高铣削温度显著提高,加工质量下降。采用PCD铣刀加工能获得更高的铣削表面质量。结论仿真分析与实验结果共同验证了不同刀具在高速进给条件下铣削高强中模碳纤维复合材料时材料的受力情况和表面质量。基于切削刃参与铣削过程开展材料去除机理分析,刀具刃数增加导致参与切削的切削刃数量增加,摩擦阻力增加,进给力增大。刀具刃数增加会压缩导屑槽空间,热量很难由切屑排出,导致铣削温度大幅上升,铣削质量下降。相较于硬质合金刀具,PCD刀具能以更小的进给力切入工件,并在加工过程中保持较低的进给力和铣削温度,获得更高的加工质量。 展开更多
关键词 高强中模碳纤维复合材料 高速进给 铣削质量 材料去除机理 表面粗糙度
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铝合金ADC10Z切削过程切屑形貌影响规律仿真研究
4
作者 杨杨 陈建明 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期88-93,98,共7页
针对铝合金ADC10Z切削过程中,从不同切屑形貌的角度建立了高速切削的二维正交切削有限元仿真模型。基于金属切削理论,提出了切削力和切削温度的理论分析模型。通过有限元仿真模型,分析了切屑形状、切削力和切削温度随切削速度的变化规... 针对铝合金ADC10Z切削过程中,从不同切屑形貌的角度建立了高速切削的二维正交切削有限元仿真模型。基于金属切削理论,提出了切削力和切削温度的理论分析模型。通过有限元仿真模型,分析了切屑形状、切削力和切削温度随切削速度的变化规律。结果表明,随着切削速度的增加,切屑形态由连续型向锯齿型转变,再向连续型转变。当切削速度低于600m/min或高于1800m/min时,锯齿形切屑形态减弱,切削温度得到降低。该研究为切削加工铝合金ADC10Z过程中对锯齿状切屑进行控制,提高加工表面质量提供了参考价值。 展开更多
关键词 铝合金 切屑形貌 切削温度 有限元分析
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基于微量润滑的Al-60% Si合金铣削性能试验研究
5
作者 沈炜智 牛秋林 +3 位作者 荆露 刘俐鹏 王星华 戴福朋 《航空制造技术》 北大核心 2025年第15期130-138,共9页
基于微量润滑(Minimum quantity lubrication,MQL)铣削Al-60%Si合金的正交试验,分析了铣削参数对切削力、切削温度和表面粗糙度的影响。对比干切削试验,探究了MQL铣削高硅铝合金的加工机理。结果表明,MQL铣削条件下,切削力受每齿进给量f... 基于微量润滑(Minimum quantity lubrication,MQL)铣削Al-60%Si合金的正交试验,分析了铣削参数对切削力、切削温度和表面粗糙度的影响。对比干切削试验,探究了MQL铣削高硅铝合金的加工机理。结果表明,MQL铣削条件下,切削力受每齿进给量fz影响最大,随切削速度vc的增加先增大后减小;切削温度受铣削参数的影响程度为:切削速度vc>每齿进给量fz>径向切宽ae,随着切削速度vc的增大,切削温度增幅先小后大,在vc=90 m/min时,MQL对切削热的抑制作用减弱,此时切削温度最高;表面粗糙度受每齿进给量fz的影响最为显著,随每齿进给量fz的增加而增大,表面粗糙度最低为0.234μm。与干铣削相比,MQL铣削时的进给力和切向力分别降低24.3%和14.0%,切削温度降低23.4%,表面粗糙度降低13.7%,表明MQL辅助加工技术可有效提高Al-60%Si合金的铣削加工性能。 展开更多
关键词 微量润滑 高硅铝合金 正交试验 切削力 切削温度 表面粗糙度 表面形貌
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航空结构件铣削残余应力分布规律的研究 被引量:28
6
作者 王立涛 柯映林 +2 位作者 黄志刚 许德 吴群 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期286-288,共3页
采用三维有限元方法 ,模拟计算航空铝合金 70 5 0 T745 1材料在无内应力前提下数控铣削时产生的表层残余应力场。在综合考虑了现行的常规工艺方案基础上 ,从中选定 4种具有代表性的走刀路径分别进行分析计算 ,进而优选出最为合适的走... 采用三维有限元方法 ,模拟计算航空铝合金 70 5 0 T745 1材料在无内应力前提下数控铣削时产生的表层残余应力场。在综合考虑了现行的常规工艺方案基础上 ,从中选定 4种具有代表性的走刀路径分别进行分析计算 ,进而优选出最为合适的走刀工艺规则。走刀过程采用动态载荷步模拟 ,材料去除采用生死单元模拟 ,从而使计算结果更加精确、可信。通过本文的研究工作 。 展开更多
关键词 有限元方法 走刀路径 铣削残余应力 载荷步 尺寸稳定性
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立铣空间力学模型分析研究 被引量:22
7
作者 武凯 何宁 +2 位作者 姜澄宇 李亮 何磊 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期553-556,共4页
航空产品中大量使用薄壁结构零件 ,但薄壁零件在加工中由于受力变形易产生让刀现象 ,造成零件尺寸精度难以保证。为研究其变形机理 ,建立准确的切削力学模型十分关键。本文在已有文献的基础上 ,建立了螺旋立铣刀切削的力学模型 ,并对铣... 航空产品中大量使用薄壁结构零件 ,但薄壁零件在加工中由于受力变形易产生让刀现象 ,造成零件尺寸精度难以保证。为研究其变形机理 ,建立准确的切削力学模型十分关键。本文在已有文献的基础上 ,建立了螺旋立铣刀切削的力学模型 ,并对铣削力的空间分布状态进行了必要的讨论 ,为进一步研究薄壁零件加工变形奠定了理论基础。 展开更多
关键词 立铣 力学模型 切削力 空间分布 航空制造工艺
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航空铝合金7050-T7451铣削力模型的实验研究 被引量:56
8
作者 王立涛 柯映林 黄志刚 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第19期1684-1686,共3页
采用多因素回归正交实验法进行铣削实验 ,在给出四因素、四水平实验模型中常系数和指数数学推导公式的基础上 ,建立了特种材料 70 50-T7451的铣削力模型 ,为进一步研究航空铝合金数控加工变形提供了可靠的边界条件。
关键词 机械加工 铣削参数 回归正交实验法 铣削力模型 航空铝合金 数控加工 变形
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TC11钛合金插铣加工铣削力影响参数的灵敏度分析 被引量:16
9
作者 杨振朝 张定华 +2 位作者 姚倡锋 任军学 田卫军 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1776-1781,共6页
为优化钛合金插铣加工工艺参数,对铣削力的控制提供试验依据,采用三因素四水平正交试验方法对TC11钛合金进行了插铣试验,运用多元线性回归进行数值拟合,建立了三向铣削力的数学模型。基于此模型,采用灵敏度分析的方法,分别分析了三向铣... 为优化钛合金插铣加工工艺参数,对铣削力的控制提供试验依据,采用三因素四水平正交试验方法对TC11钛合金进行了插铣试验,运用多元线性回归进行数值拟合,建立了三向铣削力的数学模型。基于此模型,采用灵敏度分析的方法,分别分析了三向铣削力对铣削速度、每齿进给量和铣削深度的绝对灵敏度和相对灵敏度,研究了铣削参数对铣削力的影响规律。结果表明:钛合金插铣加工中,三向铣削力都随着铣削速度、每齿进给量和铣削深度的增加而增加,但影响程度不同;z向铣削力比x向、y向铣削力对铣削参数变化更为敏感;三向铣削力都是对铣削深度的变化最敏感,对每齿进给量次之,对铣削速度最不敏感。 展开更多
关键词 灵敏度分析 钛合金 插铣 铣削力 铣削参数
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考虑加工过程的复杂薄壁件加工综合误差补偿方法 被引量:11
10
作者 杨建华 张定华 吴宝海 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3174-3181,共8页
在统计分析的理论基础上,首先将数控加工过程视作以参考模型为自变量,以加工结果为因变量的过程函数;然后将整个误差补偿过程分为3个典型的加工状态,分别构造各个状态的过程函数,并以材料去除量系数为桥梁,建立复杂薄壁件加工综合误差... 在统计分析的理论基础上,首先将数控加工过程视作以参考模型为自变量,以加工结果为因变量的过程函数;然后将整个误差补偿过程分为3个典型的加工状态,分别构造各个状态的过程函数,并以材料去除量系数为桥梁,建立复杂薄壁件加工综合误差补偿数学模型;对数学模型进行泰勒展开,计算复杂薄壁件加工过程中的误差补偿量,重新构造误差补偿几何模型并生成新的加工程序,以减小复杂薄壁件的加工误差,提高加工质量。通过一组叶片加工对比试验,按照名义去除量进行加工的最大加工误差是0.094mm,而按照误差补偿量进行加工的最大加工误差是0.031mm,仅是前者的32.9%,说明了本文方法在提高加工精度方面的有效性。 展开更多
关键词 误差补偿 加工过程 泰勒展开 加工误差 薄壁件
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钛合金铣削过程刀具前刀面磨损解析建模 被引量:6
11
作者 岳彩旭 杜延杰 +4 位作者 李晓晨 陈志涛 刘献礼 Steven Y.LIANG Lihui WANG 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第23期232-240,共9页
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... 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。 展开更多
关键词 TI6AL4V 铣削 前刀面磨损 磨损预测 刀-屑接触关系
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航空钛合金铣削过程有限元数值模拟 被引量:17
12
作者 王洪祥 徐涛 杨嘉 《机械传动》 CSCD 北大核心 2012年第2期33-36,49,共5页
基于材料损伤理论确定了切屑分离准则,建立了钛合金TC4构件铣削过程的有限元模型,利用商业有限元软件(ABAQUS),在给定切削参数条件下,采用不同几何参数(前角、后角、螺旋角)的刀具对钛合金TC4的铣削过程进行了有限元模拟,研究了切... 基于材料损伤理论确定了切屑分离准则,建立了钛合金TC4构件铣削过程的有限元模型,利用商业有限元软件(ABAQUS),在给定切削参数条件下,采用不同几何参数(前角、后角、螺旋角)的刀具对钛合金TC4的铣削过程进行了有限元模拟,研究了切削力和切削温度随刀具角度变化的规律,结果表明:铣刀的前角在10°~20°,后角为12°~20°,螺旋角为30°~45°时比较适合钛合金TC4的铣削。 展开更多
关键词 材料损伤 有限元模型 切削力 切削温度
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钛合金TC4高速铣削表面的温度场研究 被引量:8
13
作者 史兴宽 杨巧凤 +4 位作者 张明贤 陈明 张树全 宋良煌 唐晓兰 《航空制造技术》 北大核心 2002年第1期34-37,共4页
在航空钛合金整体薄壁结构件的制造过程中 ,铣削表面温度是影响产品合格率的一个关键因素。因此 ,研究钛合金高速铣削表面温度及温度场分布具有重要的实用价值和应用前景。
关键词 非接触式红外测温方法 钛合金TC4 高速铣削 表面温度场 航空制造 分布规律
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插铣技术的研究现状 被引量:18
14
作者 秦旭达 贾昊 +1 位作者 王琦 孙晓太 《航空制造技术》 2011年第5期40-42,共3页
插铣技术是一项正在发展的新型加工技术,由于插铣具有效率高、能够快速切除大量金属的优点,并且非常适合于加工难加工材料(如钛合金)和一些复杂曲面的零件,因此在许多领域,尤其是在航空航天领域正在逐步扩大应用。目前国内外各大高校、... 插铣技术是一项正在发展的新型加工技术,由于插铣具有效率高、能够快速切除大量金属的优点,并且非常适合于加工难加工材料(如钛合金)和一些复杂曲面的零件,因此在许多领域,尤其是在航空航天领域正在逐步扩大应用。目前国内外各大高校、科研机构以及一些公司开发部门对插铣相关技术的关注不断加深,使得对插铣的研究不断深入,从而对其切削机理更加了解,适用于插铣的CAD/CAM软件和插铣专用刀具也会不断完善和发展。 展开更多
关键词 插铣 CAM CAD 软件 铣削力模型 钛合金 轻稀有金属合金
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螺旋铣孔技术在航空制造装配业中的发展应用 被引量:35
15
作者 秦旭达 陈仕茂 +2 位作者 刘伟成 倪旺阳 刘一雄 《航空制造技术》 2009年第6期58-60,共3页
在当今机械工业产品发展迅猛、更新换代频繁的时代,特别针对高新技术密集的航空、模具行业,螺旋铣孔技术提高了制孔工艺效率、产品质量和企业收益率。这种技术采用了全新的、先进的工艺,在新型材料(如碳纤维复合材料、钛合金等)上打孔,... 在当今机械工业产品发展迅猛、更新换代频繁的时代,特别针对高新技术密集的航空、模具行业,螺旋铣孔技术提高了制孔工艺效率、产品质量和企业收益率。这种技术采用了全新的、先进的工艺,在新型材料(如碳纤维复合材料、钛合金等)上打孔,也能取得非常高的孔质量,从而为促进企业新产品的开发提供了保证。 展开更多
关键词 技术密集 航空制造 螺旋 碳纤维复合材料 应用 装配 产品发展 工艺效率
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纵扭复合超声端面铣削表面微结构建模与试验研究 被引量:7
16
作者 张存鹰 赵波 王晓博 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期52-63,79,共13页
目的对纵扭复合超声端面铣削加工表面微结构进行预测,以优化加工参数。方法对纵扭复合超声端面铣削进行运动学分析,并在其基础上建立三维运动轨迹方程。对刀尖轨迹仿真,且研究该运动方式下的加工特性。通过对切削刃和工件离散化建立纵... 目的对纵扭复合超声端面铣削加工表面微结构进行预测,以优化加工参数。方法对纵扭复合超声端面铣削进行运动学分析,并在其基础上建立三维运动轨迹方程。对刀尖轨迹仿真,且研究该运动方式下的加工特性。通过对切削刃和工件离散化建立纵扭复合超声端面铣削表面微结构理论模型,并利用MATLAB进行三维表面仿真。对TC4钛合金进行超声振动切削试验。结果理论仿真和切削试验结果均表明超声纵扭端面铣削时,随振幅的增加,由振动引起的表面微观结构特征愈加明显。扭纵幅值比增大时,加工表面微观结构凹坑效应弱化,At/Al=0.55时,加工表面呈条形片状微观结构。振动频率和主轴转速会影响表面微观结构单元的疏密程度。结论加工表面微结构的生成与振动频率、振幅、扭纵复制比、切削速度等加工参数相关,铣削实验得到的加工表面变化趋势与表面理论模型吻合,该表面模型能够优化超声加工参数。 展开更多
关键词 纵扭复合超声加工 端面铣削 表面微结构 表面建模
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钛合金BT20的立铣试验研究 被引量:4
17
作者 张桂木 高霁 +2 位作者 赵树国 卢永扬 于超 《航空制造技术》 北大核心 2002年第6期57-59,共3页
传统的钛合金铣削工艺因其切削速度低 ,不能满足数控铣削的工艺要求。采用优化几何参数的硬质合金涂层刀具、大功率数控机床、大流量全冷式切削油进行冷却和润滑 。
关键词 试验研究 BT20钛合金 数控铣床 立铣 切削速度 飞机制造
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大型立体化铣样板设计与制造方法探索 被引量:11
18
作者 甘忠 王亮 +1 位作者 谭海兵 黄官平 《航空制造技术》 北大核心 2013年第17期78-80,88,共4页
以化学铣切工艺和大型蒙皮零件的减重设计为背景,提出了大型立体化铣样板的概念。为了改善传统化铣样板存在的缺点,提出了新的样板设计与制造方法,详细描述了零件上理论数模信息转换为大型立体化铣样板上的工艺数模、样板设计与制造的... 以化学铣切工艺和大型蒙皮零件的减重设计为背景,提出了大型立体化铣样板的概念。为了改善传统化铣样板存在的缺点,提出了新的样板设计与制造方法,详细描述了零件上理论数模信息转换为大型立体化铣样板上的工艺数模、样板设计与制造的流程规划及定位孔和工艺孔的加工。 展开更多
关键词 化铣 样板 设计与制造
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超硬刀具高速切削钛合金研究进展 被引量:9
19
作者 徐九华 刘鹏 傅玉灿 《航空制造技术》 2011年第14期26-30,共5页
国内要在超硬刀具高速切削钛合金关键技术方面取得突破,须通过进一步合理地选择刀具材料及几何参数,优选切削用量,针对不同的加工对象制定相应的加工工艺规范,最终高效率地加工出表面完整性优异的航空零件。
关键词 钛合金 PCBN PCD 硬质合金 轻稀有金属合金 刀具材料 超硬刀具 刀具(金属切削) 切削速度 切削用量 高速切削 金属切削
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大进给铣削TC21钛合金的刀具磨损试验研究 被引量:10
20
作者 史琦 李亮 +1 位作者 何宁 赵威 《航空制造技术》 2015年第3期51-53,57,共4页
对大进给铣削TC21钛合金时的刀具磨损形态进行了宏观和微观分析:由宏观来看,大进给铣刀的前、后刀面磨损不均匀,其磨损严重区域在最大切深附近;由微观来看,大进给铣刀的前、后刀面都有大量的钛合金粘附物、间距不等的热裂纹和刀具材料... 对大进给铣削TC21钛合金时的刀具磨损形态进行了宏观和微观分析:由宏观来看,大进给铣刀的前、后刀面磨损不均匀,其磨损严重区域在最大切深附近;由微观来看,大进给铣刀的前、后刀面都有大量的钛合金粘附物、间距不等的热裂纹和刀具材料的剥落出现。 展开更多
关键词 钛合金 大进给 铣削 刀具磨损
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