【摘要】：鎳基高溫合金具有優(yōu)良的機械性能被廣泛應(yīng)用到航空發(fā)動機、燃氣輪機等零部件,但作為典型難加工材料,其在切削加工中產(chǎn)生的切削熱易導(dǎo)致工件表面燒傷、刀具磨損等現(xiàn)象。為此降低工件的切削溫度,提高加工表面質(zhì)量至關(guān)重要。傳統(tǒng)冷卻方式普遍采用外部澆注大量切削液來進行冷卻,切削液的大量使用容易造成切削成本過高,環(huán)境污染嚴重等不良影響,而微量潤滑(MQL,Minimum Quantity Lubrication)結(jié)合了干切削與外部澆注切削的優(yōu)點將切削液用量大幅度降低,減少加工成本和對環(huán)境的污染,同時與干切削相比引入了冷卻潤滑介質(zhì)使得冷卻潤滑條件大大改善,有利于提高加工效率。微量潤滑系統(tǒng)分為內(nèi)置式和外置式兩種,內(nèi)置式系統(tǒng)由于價格昂貴市場普及率不高,外置式系統(tǒng)噴嘴所噴出的切削液由于切削溫度較高產(chǎn)生切削液蒸汽膜,不利于切削液更好的滲透到切削區(qū)域,因此本文提出一種內(nèi)冷刀具與微量潤滑技術(shù)相結(jié)合,使切削介質(zhì)準確噴射到刀具切削刃上,提高加工表面質(zhì)量同時也符合綠色制造的加工理念,有利于制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文通過搭建內(nèi)冷刀具微量潤滑切削試驗平臺,通過理論計算、數(shù)值模擬和加工試驗、測試分析等方法開展切削鎳基高溫合金切削參數(shù)優(yōu)化研究,具體研究內(nèi)容如下:首先,對微量潤滑加工中切削液冷卻潤滑及滲透機理進行理論分析,建立微量潤滑切削熱源模型,計算不同冷卻方式下的傳熱系數(shù)和摩擦系數(shù)。其次,基于AdvanteEdge Fem軟件建立二維切削有限元模型,研究不同冷卻條件對切削力、切削溫度、Mises應(yīng)力和切屑形成過程的影響規(guī)律。然后,采用基于Sialon陶瓷刀片的內(nèi)冷刀具開展鎳基高溫合金GH4169的車削試驗,研究不同冷卻條件和切削參數(shù)對切削力、切削溫度、表面粗糙度、切屑形貌及已加工工件表面形貌的影響規(guī)律。建立了切削力經(jīng)驗預(yù)測模型。最后,通過析因分析和中心復(fù)合設(shè)計(CCD)相結(jié)合的試驗設(shè)計方案,篩選出在微量潤滑冷卻條件下切削對表面粗糙度的主要因子:切削速度、進給量、切削液流量以及切削深度,通過四因素四水平的中心復(fù)合設(shè)計得到表面粗糙度的預(yù)測模型,以及各影響因子對其影響規(guī)律,多響應(yīng)變量下的最優(yōu)取值范圍和最優(yōu)參數(shù)組合,并通過驗證試驗驗證其合理有效性,為選取合理的切削參數(shù),提高加工效率提供了技術(shù)支持。
【圖文】：

論文技術(shù)路線圖

實物
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG506;TG132.3

【參考文獻】

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本文編號：2551025