激光诱导微织构硬质合金刀具对钛合金9级数控车削可加工性的影响及优化

《Micromachines》：Influence of Micro-Textured Carbide Tools on Ti-Grade-9 Alloy Turning: Machinability Assessment and Multi-Response Hybrid Optimization

　　

摘要

钛合金9级（Ti-3Al-2.5V）是一种具有高强度和耐腐蚀性的轻质合金；然而，其低导热性和化学活性使其加工具有挑战性，导致切削温度高、刀具磨损严重、表面质量差和能耗高。本研究探讨了激光诱导微织构硬质合金刀具对数控车削加工钛合金9级可加工性的影响。使用光纤激光机在切削刀具的前刀面和后刀面上制备微织构。实验采用L₁₈正交阵列设计，包含四个控制因素，即刀具类型（Tt）、切削速度（v）、进给量（f）和切削深度（d）。刀具类型因素包含三种构型：无织构刀具（T1）、前刀面和后刀面均带有沟槽织构（T2）、前刀面带有斑点织构且后刀面带有沟槽织构（T3）。通过表面粗糙度、切削温度、刀具磨损和切削功率消耗的结果分析可加工性和织构刀具性能。T2表现出最佳性能，而磨料磨损和粘附磨损是识别出的最主要磨损形式。CRITIC-MARCOS优化确定了刀具类型T2、切削速度80 m/min、进给量0.06 mm/rev和切削深度0.2 mm为最佳参数。