【摘要】：鎳基高溫合金本身具有良好的熱強度、熱穩(wěn)定及熱疲勞等特點,因此大量使用于航空、核能、石油、交通運輸?shù)戎匾I(lǐng)域。然而其切削過程中的切削變形大,熱導率低,加工硬化嚴重等加工特點會對加工質(zhì)量、刀具使用壽命、加工成本及效率產(chǎn)生重要影響。而加熱切削加工作為綠色制造技術(shù)范疇的一種,很好的解決了難加工材料加工困難的問題。本課題針對高溫合金加工性能不好的問題,以高溫合金Inconel718作為了研究目標,并進行了相關(guān)的加熱切削有限元仿真模擬試驗。文章結(jié)合有限元技術(shù)的相關(guān)模型,比如:被加工工件材料的本構(gòu)關(guān)系模型、刀具的摩擦磨損模型、刀-屑間接觸摩擦磨損模型、切屑的分離與斷裂準則以及熱傳導模型等,運用DEFORM-3D軟件構(gòu)建了關(guān)于鎳基合金Inconel718的加熱切削模型。然后再運用單因素與正交實驗法進行了加熱切削仿真模擬試驗,對切削溫度、切削力及刀具磨損深度等展開了相關(guān)的研究。通過對加熱切削有限元仿真結(jié)果的分析,得到如下結(jié)論:(1)與傳統(tǒng)切削加工相比,加熱切削使刀具切削溫度減少22.2%,進給抗力F_x減少了52.4%、切深抗力F_y減少了47.6%、主切削力F_z減少50.7%,刀具磨損深度降低了21.9%。(2)以刀具切削溫度、切削力、刀具磨損深度最小為優(yōu)化目標,同時再考慮到切削因素的影響程度,可以得出最優(yōu)組合因素為:切削速度v=90mm/min、進給量f=0.12mm/r、切削深度a_p=0.8mm、工件初始溫度T=800℃。并且通過最優(yōu)組合因素得到的刀具切削溫度為278.07℃,F_x進給抗力為85.69N、F_y切深抗力為577.36N、F_z主切削力為180.97N,刀具磨損深度為0.0354mm。(3)采用加熱切削技術(shù)和DEFORM-3D軟件相結(jié)合的有限元分析方法,降低了加工成本且縮短了加工時間。
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG506.74
【圖文】：

T15、YT726、YW1、YN10 四種材料的刀具進行了實驗，并深入研究了現(xiàn)象。年，湖南大學謝林春[25]開始將激光加熱切削方法應(yīng)用于氧化鋁及關(guān)試驗。結(jié)果表明：刀具磨損形態(tài)主要是后刀面磨損，而對其光斑直徑，然后依次是工件轉(zhuǎn)速、激光功率、背吃刀量和進給速年，上海交通大學的顧琳[26]提出將電弧放電加工技術(shù)應(yīng)用于航空提供一個新的思路。切削原理削原理[27]如圖 1.1 所示。從圖中可看出，隨著溫度上升，被加度降低的幅度與刀具材料降低的幅度對比起來要快許多，且當具材料與被加工工件材料的硬度差達到最大，此時便易于切削的溫度高低是反映加熱切削效果的一個十分重要的因子。加熱削點的溫度加熱到超塑性狀態(tài)，使刀具對工件材料的切削始終同時切削力減小、切削加工效率變高、加工表面質(zhì)量也變得更好

圖 2.1 燃氣渦輪發(fā)動機Fig.2.1 The gas turbine engines鎳基高溫合金[49]作為高溫材料的一種，其大部分的基體為鎳，并在其中加入元素，如：鉻、鋁在內(nèi)的至少 10 鐘元素等，在英、美等國稱之為超合金。鎳金由于其含有比較多的擁有高熔點、高激活能特點的合金元素，因此其熱強熱穩(wěn)定性能及熱疲勞性能都很好。高溫合金對高溫部件產(chǎn)生大的影響，主要0 年高溫合金被大量的應(yīng)用于工程中。從此，在航空、航天、動力及其石油化

【參考文獻】

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本文編號：2731487