航空發(fā)動機、核反應(yīng)堆等設(shè)備需要促使高溫合金發(fā)展迅速,高溫合金是在大于600℃的環(huán)境中依然能保持組織穩(wěn)定、有較高抗疲勞、腐蝕、氧化能力的多元素金屬,高溫合金自身材料屬性使其加工時塑性變形嚴(yán)重,引起加工硬化、殘余應(yīng)力大等表面質(zhì)量問題。針對上述現(xiàn)象,本文設(shè)計高壓冷卻下PCBN刀具切削鎳基高溫合金試驗,并通過測試試驗、理論分析和仿真驗證三種手段,研究表面粗糙度、加工硬化和殘余應(yīng)力等現(xiàn)象來揭示高溫合金工件加工后的表面完整性,這對于有效提高高溫合金利用率、提高PCBN刀具使用壽命等均具備參考價值。首先,設(shè)計并實施高壓冷卻下單因素和正交試驗,半精加工高溫合金GH4169并對切削過程中切削力測量和采集,來探討切削力變化規(guī)律及模型建立,方便后續(xù)探究切削力對加工硬化、表面粗糙度等指標(biāo)的作用規(guī)律,對已加工表面缺陷進行觀察研究,分析高壓冷卻下表面缺陷特征對表面質(zhì)量產(chǎn)生的影響。其次,對比常規(guī)冷卻并基于已加工表面形成過程的研究,通過表面粗糙度理論分析、冷卻液壓力和切削參數(shù)對表面粗糙度影響來闡明高壓冷卻下切削高溫合金表面粗糙度規(guī)律,基于響應(yīng)曲面法建立高壓冷卻下表面粗糙度模型,結(jié)合試驗對所建模型驗證分析。再次,分析加... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 高壓冷卻技術(shù)特點及在切削加工中應(yīng)用
    1.3 高溫合金材料特性及加工進展
        1.3.1 高溫合金材料特點及切削加工
        1.3.2 PCBN刀具加工高溫合金現(xiàn)狀
    1.4 切削高溫合金表面完整性研究現(xiàn)狀
    1.5 課題來源及主要研究內(nèi)容
        1.5.1 課題來源
        1.5.2 主要研究內(nèi)容
第2章 高壓冷卻下高溫合金切削試驗及分析
    2.1 切削試驗設(shè)計
        2.1.1 試驗條件及目的
        2.1.2 切削試驗方案
    2.2 切削力模型及驗證分析
        2.2.1 切削力模型建立
        2.2.2 高壓冷卻下切削力分析
    2.3 高壓冷卻下表面缺陷形貌及研究
        2.3.1 表面缺陷形貌結(jié)果
        2.3.2 表面缺陷原因分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 高壓冷卻下高溫合金切削表面粗糙度分析
    3.1 表面粗糙度機理研究
        3.1.1 表面粗糙度相關(guān)機理
        3.1.2 冷卻液壓力作用
    3.2 高壓冷卻下切削高溫合金表面粗糙度模型
        3.2.1 表面粗糙度模型理論分析
        3.2.2 高壓冷卻下表面粗糙度模型建立
        3.2.3 實驗驗證及分析
    3.3 表面粗糙度試驗研究
        3.3.1 測試方法
        3.3.2 冷卻壓力對表面粗糙度影響
        3.3.3 切削用量對表面粗糙度影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 高壓冷卻下切削高溫合金加工硬化分析
    4.1 表面加工硬化評價和建模研究
        4.1.1 加工硬化影響因素
        4.1.2 加工硬化評價方法與測量
    4.2 高壓冷卻下加工硬化研究
        4.2.1 高壓冷卻下硬化層深度分析
        4.2.2 高溫合金硬化層深度模型建立
    4.3 加工硬化測量試驗研究
        4.3.1 測試方法
        4.3.2 壓力對加工硬化影響作用分析
        4.3.3 切削速度對加工硬化影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 高壓冷卻下殘余應(yīng)力及白層研究
    5.1 殘余應(yīng)力概述
        5.1.1 殘余應(yīng)力形成過程
        5.1.2 殘余應(yīng)力影響因素與測量方法
    5.2 殘余應(yīng)力試驗及仿真研究
        5.2.1 高壓冷卻下殘余應(yīng)力試驗分析
        5.2.2 冷卻壓力對殘余應(yīng)力影響
        5.2.3 切削參數(shù)對殘余應(yīng)力影響
        5.2.4 切削過程仿真
        5.2.5 仿真結(jié)果分析
    5.3 高壓冷卻下白層形貌分析
        5.3.1 白層特征及形成原因
        5.3.2 高溫合金白層形貌觀察
    5.4 白層形成特征分析
        5.4.1 晶粒細(xì)化研究
        5.4.2 冷卻壓力對白層影響
        5.4.3 切削速度對白層影響
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]高溫合金高速精銑表面完整性建模及切削參數(shù)優(yōu)化研究[J]. 孫濤,梁晉,李登萬,魏斌,郭楠.  中國機械工程. 2017(16)
[2]PCBN刀具高速切削鎳基高溫合金切削力及刀具磨損試驗研究[J]. 吳明陽,陳勇,趙旭,徐明,程耀楠.  工具技術(shù). 2017(04)
[3]最小二乘法中代數(shù)多項式曲線擬合的分析及實現(xiàn)[J]. 張永濤,賈延明.  計算機與數(shù)字工程. 2017(04)
[4]GH4169材料磨削后數(shù)控拋光表面殘余應(yīng)力分析[J]. 高世民,全芳.  航空制造技術(shù). 2017(07)
[5]車削零件表面粗糙度圖像法檢測優(yōu)選方法[J]. 陳曼龍,侯東明,王會江.  應(yīng)用光學(xué). 2017(02)
[6]高壓冷卻下PCBN刀具切削高溫合金切屑卷曲折斷機理及試驗研究[J]. 吳明陽,趙旭,陳勇,徐明,程耀楠,李錄彬.  機械工程學(xué)報. 2017(09)
[7]冷軋帶鋼表面粗糙度影響因素及控制策略[J]. 徐冬,張杰,李洪波,范慶國,盧勁松,董海龍.  中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(01)
[8]鎳基高溫合金珩磨表面粗糙度研究[J]. 高紹武,楊長勇,徐九華,傅玉燦,周曉衛(wèi),閆文,左朋.  中國機械工程. 2017(02)
[9]減小零件表面粗糙度值的對策與研究[J]. 王俊卿,仲建軍.  裝備制造技術(shù). 2017(01)
[10]GH4169葉片懸臂插磨表面完整性及參數(shù)優(yōu)化研究[J]. 馬爽,李勛,崔偉,蘇帥.  航空制造技術(shù). 2016(18)

博士論文
[1]粉末高溫合金FGH95高速切削加工表面完整性研究[D]. 杜勁.山東大學(xué) 2012

碩士論文
[1]PCBN刀具車削鎳基高溫合金表面完整性研究[D]. 徐明.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[2]鎳基高溫合金精密切削刀具磨損及表面質(zhì)量研究[D]. 宋永勝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]高速切削高溫合金GH4169表面殘余應(yīng)力研究[D]. 劉魯濤.燕山大學(xué) 2015
[4]高速銑削Inconel 718表面完整性研究[D]. 曹成銘.山東大學(xué) 2011



本文編號：3188581