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  本文關鍵詞：鎳基高溫合金高速銑削切屑形成機理與表面粗糙度研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《大連理工大學》 2014年

鎳基高溫合金高速銑削切屑形成機理與表面粗糙度研究

寧福達  

【摘要】：鎳基高溫合金材料具有優(yōu)良的材料力學特性,被廣泛用于制造航空航天發(fā)動機和燃氣輪機的關鍵熱端零部件。隨著我國航空航天、船舶、能源等重大裝備制造業(yè)的迅猛發(fā)展,鎳基高溫合金零件的需求量不斷增加,其加工表面質(zhì)量的要求逐漸提高。然而,在對鎳基高溫合金進行常規(guī)切削加工時,零件高質(zhì)高效的加工要求已經(jīng)無法得到滿足,嚴重制約了該類零件的廣泛應用。高速切削加工技術(shù)作為一項先進制造技術(shù),具有切削力小、材料去除率高、加工精度高、零件表面質(zhì)量好等顯著優(yōu)勢,為鎳基高溫合金零件的高質(zhì)高效加工提供了一種有效手段。然而,鎳基高溫合金高速切削機理和工藝技術(shù)的研究還不是很充分,成為目前鎳基高溫合金零件制造領域亟需解決的關鍵問題之一。 本文以鎳基高溫合金材料為研究對象,通過理論分析和試驗研究相結(jié)合的方法分析切屑形態(tài)(鋸齒形態(tài)和毛邊形態(tài))的形成過程及其在不同切削速度下的演變規(guī)律,研究切屑形態(tài)的變化對切削力及表面粗糙度的影響。在此基礎上分析表面粗糙度受不同因素的影響規(guī)律,建立鎳基高溫合金表面粗糙度預測模型,并對切削參數(shù)進行工藝優(yōu)化,實現(xiàn)對鎳基高溫合金高質(zhì)高效加工的探索,為提升熱端零部件的表面質(zhì)量及生產(chǎn)效率提供一定的參考。本文主要研究內(nèi)容為： 首先,開展高速銑削試驗,研究鎳基高溫合金高速切削下的切屑形態(tài)；探討鎳基高溫合金發(fā)生絕熱剪切失穩(wěn)的臨界條件,分析鋸齒形切屑的形成過程,并研究切屑自由表面的鋸齒形態(tài)與切屑底面劃痕特征隨切削速度的變化而呈現(xiàn)出的演變規(guī)律；此外,分析切屑毛邊的形成過程與特點,研究該形態(tài)的幾何特征在不同切削速度下的變化規(guī)律,并基于切屑毛邊形態(tài)的變化探討其對切削力的影響。 其次,針對鎳基高溫合金的材料特性,分析其表面粗糙度的形成原理,建立表面粗糙度Ra值的理論計算表達式；研究已加工表面不同位置處的表面形貌,為本文已加工表面的表面粗糙度評價奠定基礎；探索切屑毛邊形態(tài)演變對表面粗糙度的影響,為控制切屑形態(tài)、提高表面質(zhì)量提供試驗依據(jù)；通過工藝試驗研究不同切削用量和切削介質(zhì)對表面粗糙度的影響規(guī)律。 最后,基于響應曲面法建立了鎳基高溫合金高速銑削下的表面粗糙度預測模型,對模型進行顯著性和擬合度檢驗,并驗證預測模型精度；分析了切削速度、每齒進給量、軸向切深三個切削用量的交互作用對表面粗糙度的影響規(guī)律,以材料去除率和表面粗糙度為目標,對切削參數(shù)進行工藝優(yōu)化,優(yōu)化結(jié)果對實際生產(chǎn)加工具有一定的參考價值。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TG132.3;TG54
【目錄】：

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