PCBN刀具高速車削鎳基高溫合金的磨損機理研究.pdf

1、鎳基高溫合金GH4169以其超高的耐熱度和高溫良好化學和物理特性被廣泛應用于航空發(fā)動機中渦輪葉片、葉輪等高溫零部件的制造。但由于其加工性能差，切削時刀具磨損大，加工質量不高等問題仍限制著鎳基高溫合金的普及推廣與應用。隨著我國航空航天技術的迅猛發(fā)展和以PCBN刀具為典型代表的高硬度、高耐用度刀具的開發(fā)應用不斷深入，為滿足高質高精鎳基高溫合金零件的加工要求，如何高效應用PCBN刀具解決鎳基高溫合金GH4169加工性能差的問題已成為目前航空航

2、天制造領域研究的熱點之一。為此，本文以PCBN刀具高速車削鎳基高溫合金的磨損機理綜合研究為對象，采用切削試驗和數值分析、極差分析、有限元仿真模擬等技術手段，深入分析PCBN刀具高速切削鎳基高溫合金GH4169的刀具磨損形貌、磨損機理以及切屑宏微觀形貌。揭示切削參數對刀具磨損機理的影響規(guī)律，具體研究工作如下：
　　1）刀具耐用度、磨損微觀形貌與能譜試驗分析?；谇邢髟囼?，研究PCBN刀具在高速條件下切削鎳基高溫合金GH4169的刀具

3、耐用度，分析不同切削用量對刀具耐用度的影響，并建立耐用度經驗公式；再利用掃描電鏡和能譜分析儀觀察刀具磨損的狀況并分析刀具表面元素，為確定刀具磨損機理與刀具磨損類型提供理論依據。
　　2）刀具磨損預測模型的建立。根據刀具磨損的相關理論研究，結合Archard提出的刀具磨損模型，通過相關推導和經驗公式的代入，得出PCBN刀具高速切削鎳基高溫合金GH4169的磨損預測模型。
　　3）切屑宏觀與微觀形貌試驗分析?；谇邢髟囼?，對比不

4、同切削用量條件下PCBN刀具高速切削鎳基高溫合金GH4169的切屑宏觀形貌，并借助掃描電鏡觀察其鋸齒化程度、鋸齒頻率以及鋸齒毛邊等，為切屑對刀具磨損的影響提供理論依據。
　　4）刀具磨損有限元分析。應用Deform-3D軟件建立PCBN高速切削鎳基高溫合金的模型，針對不同切削參數，通過切削過程模擬仿真分析切削溫度和刀具磨損程度的變化情況，并與試驗結果對比，驗證其正確性；再利用Deform-2D軟件建立切削模型，模擬切削過程中不同切