论文部分内容阅读
镍基高温合金由于在高温高压等复杂条件下仍能具有较好的金属特性,因此在航空航天、船舶、核电等行业得到极其广泛的应用。但切削力大、刀具磨损严重、切削温度高等加工难题一直是制约高温合金发展的主要因素。随着科学技术的发展,各种新型刀具材料的出现有效地提高了高温合金加工效率,如PCBN刀具等已经在高温合金的切削加工中表现出优异的性能。在运用新型刀具的同时采用高压冷却等非常规的加工方法也可以取得良好的加工效果。针对高温合金的以上这些加工难题,本文在高压冷却下采用PCBN刀具进行镍基高温合金GH4169的切削试验,在不同倒棱角度和倒棱宽度的刀具、冷却压力以及切削用量的条件下,对切削力、刀具的磨损形式、刀具磨损机理以及刀具耐用度进行了深入的研究。首先,进行了高压冷却下镍基高温合金切削力试验研究。主要设计了高压冷却下PCBN刀具切削镍基高温合金GH4169的正交和单因素试验,运用数学理论研究不同因素对切削力的显著性影响,同时研究了切削力在不同刀具几何参数、冷却压力以及切削用量的条件下的规律影响分析。其次,进行高压冷却下PCBN刀具磨损机理分析。根据试验结果和刀具磨损的相关理论,对PCBN刀具磨损关键部位的主要磨损形式进行深入分析,同时探讨了不同磨损状态下的磨损机理分析;同时在其它相同切削条件下还利用扫描电镜和能谱分析对不同切削速度的PCBN刀具磨损形貌进行了深入的研究分析。再次,进行了高压冷却下PCBN刀具耐用度试验研究。探讨了不同切削条件下PCBN刀具切削镍基高温合金GH4169刀具耐用度的影响规律,并采用多元线性回归法建立高压冷却下PCBN刀具耐用度预测模型。最后,建立PCBN刀具磨损预测模型。结合传统的Archard粘结磨损模型,并通过试验、数学分析以及金属切削相关理论建立高压冷却下PCBN刀具磨损预测模型。