pcbn刀具高速車削鎳基高溫合金的磨損機(jī)理研究

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1、學(xué)校代碼10530學(xué)號201230071566分類號TG712密級公開碩士學(xué)位論文PCBN刀具高速車削鎳基高溫合金的磨損機(jī)理研究學(xué)位申請人程俊溢指導(dǎo)教師胡自化教授學(xué)院名稱機(jī)械工程學(xué)院學(xué)科專業(yè)機(jī)械工程研究方向數(shù)字化設(shè)計與制造二〇一五年六月五日TheStudyofWearMechanismofPCBNCuttingToolsinHighSpeedTurningofNickel-basedSuperollyCandidateChengJunyiSupervisorProf.HuZihuaCollegeSchoolofMechanicalEngineeringProgramMechanicalEn

2、gineeringSpecializationDigitalDesignandManufacturingDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune5,2015湘潭大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均己在文中明確方式標(biāo)明。。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)作者簽名芝主蔓曰期：興／戶年月曰＿

3、學(xué)位論文版枚使用授權(quán)書、本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湘潭大學(xué)可將本學(xué)位論文的全部或部分肉容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行、。檢索，可采用影印縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。《６作者簽名；１４如＾曰期：人Ｖ巧月曰４１＾導(dǎo)師簽名：曰期：萬＾弁月會曰湘潭大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要鎳基高溫合金GH4169以其超高的耐熱度和高溫良好化學(xué)和物理特性被廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)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

4、損大，加工質(zhì)量不高等問題仍限制著鎳基高溫合金的普及推廣與應(yīng)用。隨著我國航空航天技術(shù)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(yīng)用不斷深入，為滿足高質(zhì)高精鎳基高溫合金零件的加工要求，如何高效應(yīng)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天制造領(lǐng)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(jī)理綜合研究為對象，采用切削試驗和數(shù)值分析、極差分析、有限元仿真模擬等技術(shù)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(jī)理以及切屑宏微觀形貌。揭示切削參數(shù)對刀具磨損機(jī)理的影響規(guī)律，具體研究工作如下：1

5、）刀具耐用度、磨損微觀形貌與能譜試驗分析。基于切削試驗，研究PCBN刀具在高速條件下切削鎳基高溫合金GH4169的刀具耐用度，分析不同切削用量對刀具耐用度的影響，并建立耐用度經(jīng)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(jī)理與刀具磨損類型提供理論依據(jù)。2）刀具磨損預(yù)測模型的建立。根據(jù)刀具磨損的相關(guān)理論研究，結(jié)合Archard提出的刀具磨損模型，通過相關(guān)推導(dǎo)和經(jīng)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(yù)測模型。3）切屑宏觀與微觀形貌試驗分析?；谇邢髟囼?，對比不同切削用量條件下PCBN刀具高速切削鎳基高溫合金GH4169的

6、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(jù)。4）刀具磨損有限元分析。應(yīng)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(shù)，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(jié)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削參數(shù)條件下的切屑形貌變化過程，探究切屑鋸齒狀隨切削用量的變化規(guī)律。綜上，本文的研究為完善PCBN刀具高速車削鎳基高溫合金GH4169的刀具磨損機(jī)理的理論體系奠定基礎(chǔ)，并有效提升PCBN刀具高效加工鎳基高溫合金等難加工材料的工藝水

7、平。關(guān)鍵詞：PCBN刀具；鎳基高溫合金；刀具磨損；切屑形貌；有限元仿真。I湘潭大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractAbstractTheNickel-base-superalloyGH4169isanidealmaterialtomakehigh-heatmechanicalpartssuchasturbinebladeandaero-enginethankstoitshighheatresistanceandhightem