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高温合金GH4169因其高比强度、强耐蚀性以及优异的热疲劳特性和热稳定性能,被广泛应用于航空发动机的关键零部件。然而,由于其导热性能差,加工硬化严重,致使切削稳定性降低,由锯齿形切屑和再生效应诱导的自激振动会导致很大的切削力波动,周期性地冲击刀具,极易使刀具的磨损加剧,甚至会因切削刃的崩缺和破损而失效,与此同时,工件的加工表面质量也会变得愈来愈恶劣。基于数学推导和车削实验的稳定性建模是解决上述问题的一个非常有效途径。因此,本文进行高温合金GH4169车削过程稳定性分析和试验的研究,主要内容有: 根据再生型切削颤振理论,建立车削GH4169过程2自由度稳定性模型。针对有、无顶尖支撑的切削过程,分别将刀具和加工工件建模为独立的弹性-质量-阻尼系统,通过考虑刀具和工件之间的相对运动,提出一种柔性2自由度切削稳定性模型,研究工件参数例如纵向和横向尺寸以及刀具的柔性和阻尼对稳定性的影响。 采用系统稳定性的均方根理论,探讨刀具磨损对车削过程稳定性的影响。以功率谱均方根为依,建立系统稳定性判据的变化规律模型,并通过数值方法分析刀具磨损对切削系统稳定域的影响,获得不同刀具磨损量的稳定性极限。 基于锯齿形切屑生成频率及其形成过程中的切削力波动,研究其与切削颤振的相关性。分析不同切削速度和进给量对切屑锯齿化程度以及动态切削力的影响,根据切屑形成建立动态切削力模型;进行机床部件的模态仿真,探讨锯齿形切屑与切削颤振的相关性。 切削系统固有动态特征获取和稳定性极限预测方法的实验验证。采用脉冲激励的方法获取切削系统的固有频率和阻尼比;选取不同后刀面磨损量VB的刀具对高温合金GH4169进行车削实验,分析稳定性情况,并与理论模型对比,验证稳定性极限预测的合理性;采用db小波分析的方法对切削力信号等频带分解,并与采集的锯齿形切屑比较,以研究两者之间的内在联系。