【摘 要】
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由于高温合金在高温环境下依旧具有良好的材料特性,因此,高温合金类零件在航空领域得到广泛应用。但是,高温合金材料的热导率很低,材料中含有大量的硬质点增强相,会导致切削加工过程中切削力大、表面硬化严重、刀具过快磨损、加工表面质量不易控制等问题,是一种典型的难加工材料。本文以Inconel718为研究对象,通过有限元和试验相结合的方法对高温合金的微切削加工进行研究,主要工作如下:（1）对Inconel7
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由于高温合金在高温环境下依旧具有良好的材料特性,因此,高温合金类零件在航空领域得到广泛应用。但是,高温合金材料的热导率很低,材料中含有大量的硬质点增强相,会导致切削加工过程中切削力大、表面硬化严重、刀具过快磨损、加工表面质量不易控制等问题,是一种典型的难加工材料。本文以Inconel718为研究对象,通过有限元和试验相结合的方法对高温合金的微切削加工进行研究,主要工作如下:（1）对Inconel718微切削的材料去除过程进行了理论分析,为进一步表面完整性的研究提供理论支撑。一方面,通过理论模型预测最小切削厚度的区间范围,在此基础上设计正交切削试验,研究表面完整性指标随切削深度的变化规律,并基于ABAQUS建立CEL（Coupled Eulerian Lagrangian）微切削仿真模型,对最小切削厚度的形成进行了仿真分析,结合有限元仿真和试验结果最终得出Inconel718微切削的最小切削厚度范围为7-15μm。另一方面,通过建立Inconel718晶粒尺度微观切削仿真模型,对Inconel718微切削锯齿形切屑的形成过程进行了分析,研究了切削过程中工件应力场、温度场及切削力的演化历程,并通过试验对仿真结果进行了验证。（2）以切削速度、进给速度和切削深度作为试验变量进行了Inconel718微切削单因素试验,分析了切削速度、进给速度和切削深度对已加工表面粗糙度、残余应力、显微硬度以及变质层厚度的影响规律,并结合材料去除机理分析了切削参数对表面完整性的影响。（3）以刀具磨损为指标,采用有限元仿真方法分析了Inconel718微切削过程中刀具的应力场、温度场分布特征及刀具失效原因;设计刀具磨损试验,分析了不同刀具磨损阶段对切削过程的影响,通过能谱和刀具表面微观形貌进行了刀具磨损机理研究;综合以上研究结果最终确定了Inconel718微切削加工刀具耐用度的合理区间。
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