镍基高温合金GH4169车削过程及刀片槽型优化

发布时间：2018-02-25 18:26

  本文关键词： 镍基高温合金 切削过程 切削力 刀片槽型 有限元仿真　出处：《湘潭大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：镍基高温合金GH4169是航空发动机零部件的主要组成材料之一。我国航空发动机零件加工严重依赖进口刀具,不但不利于航空企业降低生产成本,还制约我国的战略安全。当今,国内外对镍基高温合金GH4169切削性能的研究主要方向是基于断屑性能、涂层材料、刀具基体和先进加工等方面。事实上,刀片的槽型对刀片本身的受力、磨损也有很大影响,特别是切削镍基高温合金GH4169时刀具磨损很快。此时,刀具磨损受槽型的影响就更为明显了,因此研究镍基高温合金GH4169切削过程及刀片槽型结构优化具有重要意义。本论文以镍基高温合金GH4169作为研究对象,分别选用YBG105型号不同槽型涂层硬质合金刀片对镍基高温合金GH4169进行车削实验。通过测力仪Kistler和超景深显微镜Easson设备,获得车削镍基高温合金GH4169刀片的切削力、切削机理和刀片寿命,分析刀片槽型结构造成磨损现象的原因,并对刀片槽型进行优化,设计了车削镍基高温合金新型刀片SNR5。通过Advant Edge软件对所有槽型刀片进行切削温度的仿真,最后通过刀片磨损实验,在相同参数条件下,对比优化后刀片SNR5与原有刀片寿命。本文实验研究表明:在本实验条件下,刀片受力随着切削速度的增大而减小,随着切削深度和进给量的增大而增大。在相同参数下,刀片槽型前角越大,刀片结构系数fC值越小,切削力越小,刀片切削温度随着刀片前角增大而减小。SNR5在相同参数条件下,切削力和切削温度最小。切削速度在45m/min~85m/min之间,SNR5槽型前角最大且有加强筋强化切削刃的刀具寿命好。实验中所获得的切削数据和结论对镍基高温合金GH4169切削数据库的建立和刀片槽型结构的设计有重要的参考意义。
[Abstract]:Nickel base superalloy (GH4169) is one of the main components of aeroengine parts. The processing of aeroengine parts in China relies heavily on imported cutting tools, which is not only unfavorable for aviation enterprises to reduce production costs, but also restricts the strategic safety of our country. The research on GH4169 cutting performance of nickel-base superalloy at home and abroad is mainly based on chip breaking performance, coating material, tool matrix and advanced machining, etc. In fact, the groove shape of the blade also has a great influence on the force and wear of the blade itself. Especially, the tool wear is very fast when cutting nickel base superalloy GH4169. At this time, the tool wear is affected more obviously by the groove type. Therefore, it is of great significance to study the cutting process of nickel-based superalloy GH4169 and the optimization of blade groove structure. In this thesis, nickel-based superalloy GH4169 is taken as the research object. The turning experiments of nickel-based superalloy GH4169 were carried out by using YBG105 type cemented carbide inserts with different grooves respectively. The cutting force of turning nickel-based superalloy GH4169 inserts was obtained by means of Kistler and Easson equipment. The cutting mechanism and the life of the blade are analyzed. The causes of wear caused by the groove structure of the blade are analyzed, and the groove shape of the blade is optimized. A new type of blade SNR5for turning nickel base superalloy is designed. The cutting temperature of all groove inserts is simulated by Advant Edge software. Finally, through the wear experiment of the blade, under the same parameters, The experimental results show that the force of the blade decreases with the increase of cutting speed and increases with the increase of cutting depth and feed rate. The larger the front angle of the groove is, the smaller the structure coefficient fC and the cutting force are. The cutting temperature decreases with the increase of the front angle of the blade. SNR5 decreases with the increase of the front angle of the blade. The cutting force and temperature are the smallest. The cutting speed is between 45m / min and 85m / min. The cutting speed is between 45m / min and 85m / min. The cutting tool life of SNR5 groove type with reinforced cutting edge is good. The cutting data and conclusions obtained in the experiment are applied to the GH4169 cutting database of nickel-based superalloy. And the design of blade groove structure has important reference significance.
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V263

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本文编号：1534660