鈦合金切削磨削加工技術(shù)研究進(jìn)展

徐九華

(南京航空航天大學(xué) 機(jī)電學(xué)院， 南京 210016)

南京航空航天大學(xué)高效精密加工技術(shù)研究所依托“機(jī)械制造及其自動(dòng)化”國家重點(diǎn)學(xué)科，以及國防科技工業(yè)“難加工材料加工技術(shù)”應(yīng)用研究中心、江蘇省“精密與微細(xì)制造技術(shù)”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、教育部“高效精密加工技術(shù)與裝備”工程研究中心、省部共建“航空航天先進(jìn)制造技術(shù)”協(xié)同創(chuàng)新中心等研究基地，在難加工材料及其復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高性能制造技術(shù)領(lǐng)域開展基礎(chǔ)及工程應(yīng)用研究。研究所科研力量雄厚，被評(píng)為“難加工材料的高性能加工技術(shù)”教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。現(xiàn)有教授/博導(dǎo)5名、副教授3名，博士后、博士/碩士研究生80余名。在研和完成的項(xiàng)目包括國家973課題、863項(xiàng)目、“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技重大專項(xiàng)、“航空發(fā)動(dòng)機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)”國家科技重大專項(xiàng)、民機(jī)專項(xiàng)、國防基礎(chǔ)科研計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等多層次、多類型的科研項(xiàng)目100余項(xiàng)。研究?jī)?nèi)容涉及高性能釬焊金剛石與CBN超硬磨料工具研制與性能評(píng)價(jià)、難加工材料加工性評(píng)價(jià)與工藝優(yōu)化、難加工材料及其復(fù)雜結(jié)構(gòu)高效精密加工工藝、綠色強(qiáng)化冷卻等。團(tuán)隊(duì)研究成果獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國防及省部級(jí)科技獎(jiǎng)10余項(xiàng)；發(fā)表學(xué)術(shù)論文300余篇，授權(quán)發(fā)明專利40余項(xiàng)。部分研究成果已成功應(yīng)用于航空航天以及民用領(lǐng)域，獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

鈦合金是以Ti為主要成分的合金，并含鋁、釩、鐵和錳等元素以提高其性能。根據(jù)相組成不同，鈦合金可分為α鈦合金、β鈦合金和α-β鈦合金。其中α-β鈦合金(如Ti-6Al-4V)綜合性能良好，應(yīng)用最為廣泛。

鈦合金被認(rèn)為是“輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐熱”材料的典型代表。它的強(qiáng)度高于鋼，密度卻僅約為其60%，并可長(zhǎng)期服役于300～350 ℃的溫度環(huán)境，加之不同型號(hào)鈦合金展現(xiàn)出的在成形和焊接等方面的工藝特點(diǎn)，使鈦合金廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域。最具代表性的是航空航天領(lǐng)域：航空發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇葉片和低壓壓氣機(jī)/部分高壓壓氣機(jī)的葉片/葉輪/葉盤/機(jī)匣、航天飛行器的燃料儲(chǔ)箱和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的外殼等重要零部件多采用鈦合金制造。在汽車行業(yè)，采用鈦合金制成的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門/連桿和排氣系統(tǒng)等零部件對(duì)車身減重、發(fā)動(dòng)機(jī)降噪具有重要意義。得益于突出的生物相容性，鈦合金也成為人體植入物和骨骼修復(fù)的首選金屬材料。

然而，由于強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低和化學(xué)活性高等特點(diǎn)，鈦合金的機(jī)械加工難度較大，面臨加工效率低、工具磨損快、加工質(zhì)量差等問題。中外學(xué)者對(duì)此展開了一系列研究，探討了各典型工藝條件下的鈦合金切/磨削加工特點(diǎn)以及各類工具的應(yīng)用效果等。通過這些研究，已基本可以形成對(duì)鈦合金切/磨削加工特點(diǎn)的較為全面和深入的了解。本文將結(jié)合上述方面分析鈦合金的切/磨削研究進(jìn)展。

1 鈦合金切削/磨削加工存在的主要問題

(1)切/磨削溫度高。鈦合金的強(qiáng)度高、熱強(qiáng)性好，因此在切/磨削過程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量。然而，鈦合金的熱導(dǎo)率(低于7 W/(m·K))遠(yuǎn)低于鋼和鋁合金的；在切/磨削過程中，除部分熱量可通過切/磨屑、切削液和刀具/磨具傳導(dǎo)外，其余熱量中僅少數(shù)可及時(shí)傳導(dǎo)至工件內(nèi)部，導(dǎo)致大量切/磨削熱聚積在接觸區(qū)。這一方面加快了工具磨損速度，另一方面使工件表面熱影響層變厚，降低零件的力學(xué)性能。有時(shí)不得不降低加工效率以減弱聚積熱量的不利影響。

(2)工件材料彈性變形大。鈦合金的彈性模量較低，因此在其切/磨削過程中彈性變形較大，制約了加工精度特別是薄壁件加工精度。此外，工件材料的彈性變形和恢復(fù)是切削振動(dòng)的重要誘因。工件材料彈性變形大，則工件材料和刀具/磨粒的接觸面積增大，導(dǎo)致刀具/磨粒的后刀面磨損嚴(yán)重。

(3)工具黏附現(xiàn)象嚴(yán)重。鈦合金的塑性良好，切削刃和工件材料在接觸壓強(qiáng)的作用下易產(chǎn)生“冷焊”現(xiàn)象，造成工件材料黏附。另外，鈦合金的化學(xué)活性高，鈦元素在切/磨削溫度的作用下易與工具材料中的碳、氮等元素以及空氣中的氧元素等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，加劇工具與工件材料之間的黏附傾向。黏附的工件材料在剝離時(shí)會(huì)導(dǎo)致少量刀具/磨粒材料一同脫落。嚴(yán)重的黏附現(xiàn)象是導(dǎo)致切/磨削加工鈦合金時(shí)工具磨損快的主要原因之一。

2 鈦合金切削加工技術(shù)研究進(jìn)展

2.1 鈦合金的切削加工性

在相同工藝條件下(切削速度100～180 m/min，干切)，Ti-6Al-4V和正火45鋼的車削加工的主切削力相當(dāng)，前者對(duì)應(yīng)的徑向切削力高15%～30%，切削溫度(700～800 ℃)高約7%。相比之下，濕式切削(5%的乳化液)可使切削力降低約10%，切削溫度降低約5%，同時(shí)表面質(zhì)量也得以改善。

為獲得良好的表面完整性，應(yīng)合理選擇切削用量?？傮w而言，切削速度越高，表面硬化越嚴(yán)重；進(jìn)給速度則對(duì)硬化程度無顯著影響。切削速度、切深和進(jìn)給速度的增大均可導(dǎo)致表面粗糙度增大。切削表面易產(chǎn)生一定程度的殘余拉應(yīng)力，亞表面則多為殘余壓應(yīng)力；增大進(jìn)給和切深，表面的拉應(yīng)力水平和亞表面的壓應(yīng)力水平越高。出于切削溫度考慮，一般應(yīng)選用較低的切削速度和較大的切深，同時(shí)選用適配的切削液。

2.2 鈦合金切削刀具選擇

切削高溫等引起的刀具快速磨損是鈦合金切削過程存在的主要問題。因此，開發(fā)鈦合金切削專用的高性能刀具是未來需要研究的重要課題。

加工鈦合金時(shí)，涂層硬質(zhì)合金刀具和聚晶金剛石(PCD)刀具顯示出優(yōu)異的切削性能，尤以PCD刀具為最佳；聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具次之；TiC基硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具因耐用度低等原因被認(rèn)為不適用于鈦合金切削加工。PCD刀具與鈦合金切削的高匹配性主要源自其良好的導(dǎo)熱性和極高的硬度：金剛石的導(dǎo)熱系數(shù)為硬質(zhì)合金的數(shù)倍，更多切削熱可通過刀具傳導(dǎo)出切削區(qū)；極高的硬度則保證了刀具的耐磨性。采用PCD刀具切削鈦合金的刀具耐用度可達(dá)硬質(zhì)合金刀具的數(shù)十倍。未來應(yīng)從刀具制備(焊接、切割和刃磨等)和切削工藝優(yōu)選(切削用量選擇和切削液供給等)等方面入手，降低PCD刀具切削鈦合金的刀具成本，進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

刀具角度方面，一般選擇較小的前角切削鈦合金，以增大切屑與前刀面的接觸長(zhǎng)度；同時(shí)選擇較大的后角，以減小后刀面與加工表面之間的摩擦。

2.3 鈦合金高速切削技術(shù)

高速切削的主要特征是在常規(guī)切削的基礎(chǔ)上大幅提高切削速度?！案咚佟笔且粋€(gè)相對(duì)概念，具體值取決于工件材料的力學(xué)性能等。對(duì)鈦合金而言，一般切削速度超過100 m/min即可認(rèn)定為高速切削。高速切削具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)加工效率高。高速切削一般同時(shí)采用高主軸轉(zhuǎn)速和快進(jìn)給速度，從而使材料去除率成倍提高，最高可達(dá)常規(guī)切削的5倍甚至更高。

(2)可提高工件表面質(zhì)量和加工精度。高速切削時(shí)，由于剪切變形區(qū)變窄等因素，切削力小于常規(guī)切削時(shí)的切削力，有利于保證零件尤其是薄壁件的加工精度；同時(shí)，大部分切削熱被切屑帶走，傳入工件的熱量比例較低，有助于提高其表面質(zhì)量和加工精度。

(3)刀具相對(duì)壽命長(zhǎng)。在高速切削條件下，雖然刀具的使用時(shí)長(zhǎng)有所下降，但切削效率的提升更為明顯，即等量的刀具磨損可完成更多的切削任務(wù)。換言之，刀具的相對(duì)壽命得到提升。

(4)高切削速度條件下，切削過程產(chǎn)熱增多。這對(duì)機(jī)床的冷卻系統(tǒng)以及刀具的耐磨性和熱強(qiáng)性等是一個(gè)挑戰(zhàn)。此外，高速切削還要求機(jī)床具有較高的剛度和精度等，以充分發(fā)揮其工藝優(yōu)勢(shì)。目前美、日、德等國在上述方面的發(fā)展水平處于領(lǐng)先位置。

3 鈦合金磨削加工技術(shù)研究進(jìn)展

3.1 鈦合金的磨削加工性

磨削溫度高、磨削力大是鈦合金磨削加工的顯著特點(diǎn)。在普通磨削條件下，Ti-6Al-4V對(duì)應(yīng)的磨削力約為45鋼的1.5～2倍，磨削溫度高約20%～30%，即使采用導(dǎo)熱性好的CBN磨料，磨削溫度亦高達(dá)400 ℃。若采用緩進(jìn)深切工藝磨削鈦合金，切削液難以充分冷卻整個(gè)磨削弧區(qū)，應(yīng)格外注意磨削溫度控制。

不同于切削，磨削依靠眾多磨刃的微切削作用去除材料，并且為負(fù)前角切削，因此工件材料在磨粒的擠壓和切削等作用下變形較為劇烈，導(dǎo)致磨削表面往往存在較為嚴(yán)重的魚鱗狀涂覆等現(xiàn)象。提高磨削速度可通過降低單顆磨粒切厚顯著改善這一問題。在普通磨削條件下，由于磨削溫度較高，磨削后工件表層多為殘余拉應(yīng)力。例如，采用SiC砂輪在普通磨削條件下加工Ti-6Al-4V時(shí)，磨削表面的殘余拉應(yīng)力高達(dá)500 MPa以上。若采用緩進(jìn)深切磨削工藝，正常磨削時(shí)弧區(qū)溫度僅約為100 ℃。此時(shí)磨削力在殘余應(yīng)力的形成過程中起主導(dǎo)作用，因此表面多為殘余壓應(yīng)力。

3.2 鈦合金磨削砂輪選擇

在普通磨料中，SiC磨料與鈦合金間的親和性較低，因此其磨削效果優(yōu)于剛玉磨料的。若采用剛玉磨料磨削鈦合金，為避免砂輪表面產(chǎn)生大規(guī)模的材料黏附，須將磨削速度控制在約10 m/s。在現(xiàn)有磨具技術(shù)水平下，普通砂輪磨削鈦合金時(shí)砂輪磨損速度較快。例如，采用SiC砂輪在普通磨削條件下加工鈦合金的磨削比僅約為1。選用超硬砂輪時(shí)則提升幾十甚至上百倍。此外，相對(duì)于普通磨料，超硬磨料的導(dǎo)熱能力顯著增強(qiáng)，因此可以獲得較高的材料去除率。另一方面，采用超硬砂輪磨削鈦合金時(shí)可以避免頻繁地修整砂輪，進(jìn)一步提高磨削加工效率。

即便如此，在工程實(shí)踐中，仍多采用普通砂輪加工鈦合金。制約超硬砂輪廣泛應(yīng)用的原因主要有：(1)砂輪價(jià)格昂貴，導(dǎo)致加工成本顯著高于用普通磨料砂輪磨削的成本；(2)砂輪修整難度大。因此，后續(xù)研究可重點(diǎn)關(guān)注超硬砂輪的制備與修整技術(shù)。

3.3 鈦合金磨削溫度控制技術(shù)

磨削高溫是抑制鈦合金磨削加工效率的重要原因。對(duì)此研究人員從開發(fā)新型磨具和改善冷卻方式等方面進(jìn)行了一系列研究，取得了顯著效果。

南京航空航天大學(xué)徐九華團(tuán)隊(duì)將超硬磨料釬焊技術(shù)與磨粒有序排布技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)出磨粒有序排布釬焊CBN砂輪。該種砂輪磨粒出露高，可提供充足的容屑空間，從而減少磨削(特別是高效磨削)過程中砂輪與工件之間的摩擦。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)了開槽釬焊CBN砂輪，可使更多切削液進(jìn)入磨削弧區(qū)。該型砂輪在降低鈦合金磨削溫度方面顯示出明顯優(yōu)勢(shì)，在大切深的磨削條件下該優(yōu)勢(shì)更為明顯。

在改善冷卻方面，主要有熱管砂輪技術(shù)、低溫冷風(fēng)技術(shù)和徑向水射流技術(shù)等。例如，熱管砂輪技術(shù)基于內(nèi)冷卻的角度實(shí)現(xiàn)對(duì)磨削弧區(qū)的強(qiáng)化換熱，弧區(qū)熱量經(jīng)熱管迅速疏導(dǎo)，以達(dá)到少用或不用切削液的目的；在微量潤滑磨削時(shí)采用低溫冷風(fēng)技術(shù)，可以顯著改善磨削弧區(qū)的換熱狀況，同時(shí)可以降低砂輪黏附程度。

4 TiAl合金切削/磨削加工技術(shù)研究進(jìn)展

TiAl合金是一類特殊的高溫鈦合金。它的服役溫度比普通鈦合金的服役溫度高200 ℃以上，因此擁有廣闊的應(yīng)用前景。TiAl合金共有4種形態(tài)：α2-Ti3Al、γ-TiAl、TiAl3和Ti2AlNb；其中，γ-TiAl因優(yōu)異的綜合性能得到了廣泛研究。針對(duì)該合金的制備方法和材料特性的研究已較為成熟，針對(duì)其切/磨削性能有若干研究，現(xiàn)結(jié)合其主要材料特點(diǎn)介紹如下。

與普通鈦合金相比，γ-TiAl的塑性較差(室溫延伸率≤2%)。因此，在其切削加工過程中，局部材料可能發(fā)生脆性斷裂，在切削表面形成材料剝離和裂紋。根據(jù)車削表面的材料剝離和裂紋的形態(tài)推測(cè)，層片狀顯微結(jié)構(gòu)是引起上述表面缺陷的內(nèi)因：片狀晶粒之間的晶界在切削力熱的耦合作用下萌生微裂紋并延伸至一定深度，最終導(dǎo)致局部材料被從工件表層“拔出”。磨削的單顆磨粒切厚遠(yuǎn)小于切削加工的切厚，磨削表面不存在嚴(yán)重的材料剝離和裂紋現(xiàn)象。另外，γ-TiAl的強(qiáng)度低于普通鈦合金的，并且由于鋁元素含量較高(原子數(shù)占比一般為42%～48%)，材料的導(dǎo)熱系數(shù)有所提升。這對(duì)于其切/磨削加工性而言是利好因素。例如，在同一磨削用量水平下磨削加工γ-TiAl和Ti-6Al-4V，前者的磨削比能低，磨削比也顯著更高。

5 鈦基復(fù)合材料切削/磨削加工技術(shù)研究進(jìn)展

鈦基復(fù)合材料是指在純鈦或鈦合金中添加/原位生成硬質(zhì)增強(qiáng)相而形成的金屬基復(fù)合材料，在某些應(yīng)用場(chǎng)合也稱為高溫鈦合金材料。它具有比普通鈦合金更高的強(qiáng)度、比模量和更好的抗蠕變性能等，未來有望在航空工業(yè)、汽車、船舶等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。

針對(duì)鈦基復(fù)合材料切/磨削加工的研究，多集中于擁有良好綜合性能的原位生成顆粒增強(qiáng)(TiC等)的Ti-6Al-4V基復(fù)合材料。結(jié)果表明，材料強(qiáng)度的提高以及增強(qiáng)相的存在提高了鈦基復(fù)合材料的切/磨削加工難度。用PCD刀具切削鈦基復(fù)合材料時(shí)，刀具磨粒磨損嚴(yán)重；切削Ti-6Al-4V時(shí)刀具則以黏結(jié)磨損和擴(kuò)散磨損為主。這可導(dǎo)致刀具耐用度相差數(shù)倍甚至數(shù)十倍。磨削時(shí)，鈦基復(fù)合材料對(duì)應(yīng)的磨削力高10%～20%，磨削溫度高約10%。

不同于鋁基復(fù)合材料，限于當(dāng)前材料制備技術(shù)的發(fā)展水平，已有研究涉及的鈦基復(fù)合材料增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)集中于5%～10%。增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)對(duì)材料的切/磨削加工性能存在顯著影響，體積分?jǐn)?shù)越高，切/磨削加工難度越大。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合服役環(huán)境對(duì)材料性能的要求和切/磨削加工成本等因素綜合考慮，做出合理的材料選型。

6 本期論文點(diǎn)評(píng)

不同CBN砂輪高速加工PTMCs的磨削性能對(duì)比

李 征, 等; 第5頁

鈦基復(fù)合材料比鈦合金強(qiáng)度高且可長(zhǎng)期服役于500 ℃的高溫環(huán)境，有望在航空發(fā)動(dòng)機(jī)重要零部件制造方面獲得廣泛應(yīng)用。作為兼顧高強(qiáng)韌性與高硬度的難加工材料，加工性能差是制約其應(yīng)用的重要原因。

本文聚焦于鈦基復(fù)合材料磨削加工性的表征，從磨削力、磨削溫度和表面質(zhì)量等方面描述了陶瓷CBN砂輪、電鍍CBN砂輪和釬焊CBN砂輪磨削該材料的難易程度。文章選題具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用價(jià)值。論文總結(jié)了砂輪種類和磨削用量對(duì)磨削結(jié)果的影響，并對(duì)其作用機(jī)制進(jìn)行了合理分析；研究結(jié)論可為鈦基復(fù)合材料磨削加工的砂輪優(yōu)化和工藝優(yōu)化提供參考。

在后續(xù)研究中，可重點(diǎn)關(guān)注以下方面：(1)磨削后表層材料的殘余應(yīng)力和顯微硬度等方面的力學(xué)性能變化以及砂輪磨損形式和機(jī)理，完善鈦基復(fù)合材料的磨削加工性表征；(2)開展鈦基復(fù)合材料和鈦合金的磨削加工對(duì)比研究，闡明硬質(zhì)增強(qiáng)相對(duì)磨削加工過程的影響機(jī)制，為材料設(shè)計(jì)和加工性改善提供參考。

PCD刀具車削鈦基復(fù)合材料刀具磨損的研究

濮建飛, 等; 第11頁

鈦基復(fù)材在航空發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件制造等方面具有廣闊應(yīng)用前景。然而，優(yōu)異的力學(xué)性能也導(dǎo)致其切削加工難度較大，其重要表現(xiàn)是刀具磨損速度快，導(dǎo)致加工成本較高。

作者針對(duì)刀具磨損問題開展了試驗(yàn)研究，分析了PCD刀具切削鈦基復(fù)材的刀具磨損形式與機(jī)理，討論了硬脆增強(qiáng)相含量對(duì)刀具磨損的影響。研究獲得的結(jié)論可為鈦基復(fù)材切削刀具設(shè)計(jì)提供參考。特別地，作者探討了增強(qiáng)相種類對(duì)刀具磨損的影響。這可從機(jī)械加工的角度為鈦基復(fù)材的增強(qiáng)相選擇提供參考。

刀具磨損是影響切削加工過程的重要因素。文章對(duì)刀具磨損的形式和機(jī)理作了詳細(xì)介紹，但缺乏刀具磨損對(duì)切削過程的影響的分析。此外，作者在后續(xù)研究中可選用一定幾何參數(shù)范圍內(nèi)的刀具進(jìn)行切削，以闡明刀具前角、后角等重要參數(shù)對(duì)加工質(zhì)量的影響，為刀具幾何參數(shù)優(yōu)化提供指導(dǎo)。

TiAl合金低壓渦輪葉片榫頭磨削溫度場(chǎng)研究

奚欣欣, 等; 第17頁

TiAl合金的密度僅約為鎳基高溫合金密度的一半，服役溫度達(dá)700 ℃以上，有望廣泛應(yīng)用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)和低壓渦輪葉片等重要零件。相比普通鈦合金，關(guān)于TiAl合金機(jī)械加工的研究尚不夠深入。

磨削燒傷是制約該材料磨削加工效率的主要原因。在成形磨削時(shí)，工件各處磨削溫度不一致；若采用試驗(yàn)的方法測(cè)溫，需設(shè)置大量測(cè)溫點(diǎn)，工作量大且成本較高。因此，本文選擇采用有限元分析的手段進(jìn)行溫度場(chǎng)分析。文章報(bào)道了上述方法的重要細(xì)節(jié)，包括幾何建模、邊界條件設(shè)定和熱源加載方法等，具有較強(qiáng)指導(dǎo)意義；研究獲得的結(jié)論可為低壓渦輪葉片榫頭的磨削燒傷預(yù)測(cè)和磨削工藝優(yōu)化提供參考。

不同于平面磨削，在成形磨削過程中，切削液對(duì)工件各處的冷卻效果存在差異。在以后的研究中應(yīng)將該點(diǎn)納入考慮，以提高仿真條件與實(shí)際磨削過程的接近程度。此外，建議選用多種熱源分布模型開展仿真，并對(duì)其結(jié)果差異及產(chǎn)生原因做詳細(xì)解釋，從而為成型磨削溫度分布和燒傷預(yù)測(cè)奠定基礎(chǔ)。

冷風(fēng)微量潤滑納米粒子體積分?jǐn)?shù)對(duì)鈦合金磨削性能的影響

王曉銘, 等; 第23頁

磨削溫度高是鈦合金磨削加工過程中存在的主要問題之一。目前常用的降溫方法是加大切削液供給，但對(duì)環(huán)境污染較為嚴(yán)重。若采用固體自潤滑砂輪干式磨削，則存在磨屑不易排出的問題。微量潤滑配合低溫冷風(fēng)可通過納米粒子減摩等方式降低磨削溫度；同時(shí)，壓縮空氣可在一定程度上避免因砂輪堵塞引起的工件表面質(zhì)量惡化。

本文中對(duì)冷風(fēng)納米粒子微量潤滑磨削技術(shù)的降溫效果及其作用機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)介紹，分析了納米粒子的體積分?jǐn)?shù)對(duì)磨削效果的影響等重要問題。研究結(jié)果可以為提高微量潤滑磨削質(zhì)量、擴(kuò)展該方法的應(yīng)用范圍等提供參考。

文中缺乏對(duì)磨削后砂輪形貌的描述，以表明在此冷卻潤滑條件下的排屑情況。在后續(xù)研究中可拓寬磨削輸入條件范圍，如不同納米粒子種類與幾何參數(shù)、更高冷風(fēng)供應(yīng)壓力和更大磨削用量，提高冷風(fēng)納米粒子微量潤滑磨削的材料去除率、改善磨削表面質(zhì)量。

顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料車削試驗(yàn)研究

霍福松, 等; 第30頁

相比鈦合金，鈦基復(fù)合材料比模量高，耐磨性和抗蠕變性能好，有望廣泛應(yīng)用于航空航天和汽車船舶等行業(yè)。但添加硬質(zhì)增強(qiáng)相也導(dǎo)致其切削加工難度更高。

作者針對(duì)這一問題展開研究，具有一定的工程實(shí)踐意義。本文從切削力、切削溫度和切削表面粗糙度三方面評(píng)價(jià)了顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的切削加工性，探討了切削用量對(duì)上述加工性指標(biāo)的影響規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上獲得了最佳的切削用量范圍。研究結(jié)論可為顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的切削參數(shù)優(yōu)選提供參考。

文章并未重點(diǎn)突出硬質(zhì)增強(qiáng)相對(duì)鈦基復(fù)合材料切削過程的影響，包括不同切削用量水平下增強(qiáng)相的去除形式和增強(qiáng)相對(duì)切屑形成過程的影響等。此外，高速切削具有效率高和刀具相對(duì)壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)。在后續(xù)研究中，作者可針對(duì)鈦基復(fù)合材料的高速切削加工性開展研究，并以本文的普通切削為對(duì)比，闡述高速切削效果的優(yōu)劣及其原因，以提高鈦基復(fù)合材料的切削加工性能。