陶瓷刀具高速車削Inconel 718表面粗糙度與刀具磨損研究.pdf

1、鎳基高溫合金在當今航空航天領域發(fā)揮著越來越重要的作用，而Inconel718是應用比例最高。由于其性能卓越，Inconel718廣泛應用于機匣、渦輪機、燃燒室、航天飛機、核反應堆等各種高溫場合。但是Inconel718切削加工過程中存在著切削溫度高、切削力大、加工硬化嚴重、刀具壽命低等問題，使其成為典型的難加工材料之一。如何提高切削效率、改善加工質(zhì)量、延長刀具壽命一直是Inconel718加工過程中需要迫切解決的關鍵問題，也是提升我國航

2、空航天制造工藝水平的措施之一。
　　 常規(guī)條件下切削Inconel718，切削效率低，加工表面質(zhì)量差，難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。隨著高剛度數(shù)控機床以及高性能刀具材料的不斷涌現(xiàn)，高速切削應用越來越受重視。高速切削不僅可以提高生產(chǎn)效率，而且可以獲得更好的表面質(zhì)量和加工精度。因此開展Inconel718的高速切削研究以提高加工效率和工件表面質(zhì)量，具有重要的理論意義和應用價值。鑒于此，本文的主要研究內(nèi)容有以下幾個方面:
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3、1)本研究利用當前最常見的兩種陶瓷刀具材料SiMon陶瓷刀具和SiCw-Al2O3陶瓷刀具進行Inconel718高速車削加工，開展正交試驗研究不同的切削參數(shù)對表面粗糙度、刀尖磨損深度以及后刀面磨損深度的影響。同時選用合理的切削參數(shù)研究不同切削潤滑下的刀具磨損以及刀具壽命及其對表面粗糙度的影響，為實際加工Inconel718提供技術支持。
　　 (2)通過分析同樣去除體積的正交實驗，可以得到:最優(yōu)參數(shù)組合下的SiCw-A12O3

4、陶瓷刀具所加工工件表面粗糙度值要優(yōu)于Sialon陶瓷刀具。刀尖磨損深度以及后刀面磨損寬度也得到了同樣的結果。
　　 (3)選用SiCw-A12O3陶瓷刀具進行Inconel718的切削加工，通過對實驗刀片的SEM/EDS分析研究陶瓷刀具的磨損形貌及機理。磨損形貌主要是前刀面月牙洼磨損、后刀面正常磨損以及磨損后期嚴重的邊界溝槽磨損。刀具的磨損機理主要是機械磨粒磨料磨損、嚴重的黏結磨損、化學磨損以及擴散磨損。而破損形式主要有微崩刃、

5、剝落、裂紋以及由于裂紋疲勞導致的刀尖碎斷。
　　 (4)實驗選用SiCw-Al2O3陶瓷刀具進行刀具磨損實驗，實驗條件分別為切削液切削以及低溫MQL切削。實驗發(fā)現(xiàn)，切削液條件下的刀具壽命要優(yōu)于低溫MQL潤滑切削。降低切削用量可以有效的延長刀具壽命，同時，切削用量的降低使低溫MQL下的切削刀具壽命更接近于切削液潤滑方式。
　　 本課題通過高速車削Inconel718時的表面粗糙度以及刀具磨損研究，得到了適宜加工Incone