【摘 要】
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镍基高温合金GH4169因具有优良的热强性能,广泛用于制造航空航天发动机的耐热零件。该材料因具有硬度高、塑性变形大、导热系数低等特性,在切削加工时存在刀具磨损严重、加工
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镍基高温合金GH4169因具有优良的热强性能,广泛用于制造航空航天发动机的耐热零件。该材料因具有硬度高、塑性变形大、导热系数低等特性,在切削加工时存在刀具磨损严重、加工精度和表面质量难以保证等问题,如何降低刀具磨损、提高加工表面质量是解决其精密加工难题的关键。镍基高温合金切削时,切削力和切削温度直接影响刀具磨损和加工表面质量。因此本文利用有限元仿真软件DEFORM建立了二维切削模型,对镍基高温合金切削过程进行了仿真研究,分析了加工参数及后刀面磨损量VB值对切削力和切削温度的影响规律。进行了镍基高温合金PCBN刀具精密切削试验,通过切削力的检测结果和仿真结果的对比,对有限元仿真模型的有效性进行了验证。进行了PCBN刀具精密切削镍基高温合金的刀具磨损试验研究,采用SEM对刀具磨损区域的微观形貌进行了检测,并结合磨损形貌特征、切屑形态以及刀具磨损带EDS能谱检测结果,综合分析了PCBN刀具精密切削镍基高温合金时的磨损机理;在对切屑形貌特征研究分析的基础上,建立了切屑绝热剪切效应对刀具切削刃的冲击频率模型;基于对后刀面磨损VB值检测结果的极差分析,建立了后刀面磨损量VB值的数学预测模型。试验研究了工艺参数对表面粗糙度Ra的影响规律,建立了Ra的数学预测模型;进行了镍基高温合金加工表面残余应力的仿真分析,研究了切削参数和刀具几何参数对工件表面残余应力的影响规律和影响程度;以刀具磨损VB值和表面粗糙度Ra为评价指标对工艺参数进行了优选,在此基础上,进行了不同冷却润滑条件下的镍基高温合金精密切削试验,研究了不同冷却润滑方式和不同切削液对刀具磨损和表面粗糙度的影响,为镍基高温合金精密切削工艺条件的优选提供了依据。
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