Experimental research on deep hole drilling of TA15 titanium alloy
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摘要: 以难加工材料TA15钛合金为研究对象, 采用正交试验设计方法, 研究内排屑深孔钻削钻头断屑槽圆弧半径、机床主轴转速和进给量在钻削过程中对切屑形态的影响规律。试验表明: 钻头断屑槽的圆弧半径是影响切屑形态的主要因素, 机床主轴转速和进给量为次要因素; 优化后的工艺参数选取断屑槽圆弧半径为0.8 mm, 主轴转速为255 r/min, 进给量为0.45 mm/r时, 切削过程平稳, 排屑顺畅。
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关键词:
- TA15钛合金 /
- BTA钻削 /
- 深孔加工 /
- 切屑形态中图分类号TG52
Abstract: Taking the difficult-to-machine material TA15 titanium alloy as the research object, the orthogonal experiment design method is used to study the influence of the chip breaker size, the machine spindle speed and the feed rate on the chip shape during the drilling process. Experiments show that the size of the chip breaker of the drill is the main factor that affects the chip shape, and the spindle speed and feed of the machine tool are secondary factors; the optimized process parameters select the chip breaker arc radius to be 0.8 mm, and the spindle speed to be 255 r/min, when the feed rate is 0.45 mm/r, the cutting process is stable and chip removal is smooth.-
Key words:
- TA15 titanium alloy /
- BTA drilling /
- deep hole machining /
- chip hape
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表 2 TA15钛合金的机械和物理性能
拉伸强度/MPa 延伸率/(%) 密度/(g/cm3) 弹性模量/GPa 热导率/[W/(m/k)] 比热容/[J/(kg/K)] 1 040 16.2 4.45 123 8.8 545 
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表 3 ϕ30 mm单刃内排屑钻头几何参数
项目 数值 项目 数值 钻尖偏心量/mm 3.75 外刃前角/(°) 0 外刃余偏角/(°) 15 外刃后角/(°) 8 內刃后角/(°) 12 内刃前角/(°) -12 导向块1位置/(°) 85 导向块2位置/(°) 185
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表 4 因素水平设置
因素 水平 A B C 断屑槽R/mm 0.6 0.8 1.0 进给量f/(mm/r) 0.28 0.36 0.45 主轴转速n/(r/min) 255 335 450
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表 5 正交试验设计表
试验编号 断屑槽R/mm 进给量f/(mm/r) 主轴转速n/(r/min) 1 0.6 0.28 255 2 0.6 0.36 335 3 0.6 0.45 450 4 0.8 0.28 335 5 0.8 0.36 450 6 0.8 0.45 255 7 1.0 0.28 450 8 1.0 0.36 255 9 1.0 0.45 335
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表 6 试验加工情况表
试验序号 加工状况 切屑形态 1 严重堵屑，刀具严重破损 缠绕挤压螺卷屑，挤压螺旋屑 2 严重堵屑，刀具严重破损 缠绕挤压螺卷屑，挤压螺旋屑 3 严重堵屑，刀具严重破损 缠绕挤压螺卷屑，挤压螺旋屑 4 轻微堵屑，刀具严重破损 长螺卷屑，长螺旋屑，少量C型屑 5 堵屑，刀具严重破损 缠绕长螺卷屑，长螺旋屑 6 无堵屑，刀具轻微破损 C型屑，短螺卷屑、短螺旋屑 7 严重堵屑，刀具严重破损 缠绕长螺卷屑，长螺旋屑 8 严重堵屑，刀具严重破损 长螺卷屑，长、短螺旋屑， 9 严重堵屑，刀具严重破损 长螺卷屑，长螺旋屑
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