高压冷却下高温合金加工切削力特性及刀具磨损研究
[Abstract]:As an important material in aerospace, ship, atomic energy and vehicle industry, superalloy plays an important role in the national manufacturing industry. With the rapid development of manufacturing industry in our country, the processing demand of superalloy is increasing gradually, but the difficulty of material processing is the difficulty in manufacturing, which is mainly manifested in the cutting process of large cutting force. The tool wear is serious and cutting temperature is high. In view of the above problems, high-pressure cooling is an effective way to improve the processing effect. In this paper, the cutting force and tool wear law are analyzed through the experiment of PCBN tool machining superalloy under high pressure cooling, and the ideal scheme to improve the machining quality and efficiency of the superalloy is explored. Firstly, a mathematical model of cutting force under high pressure cooling condition is established. According to the theory of right angle cutting, the relative parameters in the process of oblique cutting are simplified and the model of cutting force coefficient of inclined angle is established. Through the research on the theory of high pressure cooling and the process of cooling lubrication, the reason of cutting force change and the calculation method of friction coefficient under high pressure cooling are discussed. The model of cutting force coefficient under high pressure cooling is constructed by combining it with the conventional cutting force model. It provides support for cutting force prediction and tool wear analysis under high pressure cooling. Secondly, the turning process and PCBN tool wear process of nickel base superalloy under high pressure cooling are simulated by finite element method. The cutting process is simulated by Third Wave Advant Edge software. Based on the simulation results of cutting force, the law of cutting force variation under high pressure cooling is analyzed and predicted. The process of tool wear is simulated by DEFORM software, and the gradual process of tool wear is analyzed, which provides a reference for the study of tool wear morphology. Thirdly, the cutting test of nickel base superalloy was carried out under high pressure cooling. According to the experimental results, the relationship among cooling conditions, cutting parameters and cutting forces is analyzed, and the model of cutting force coefficient under high pressure cooling is improved and modified, and the empirical model of cutting force is established to verify the accuracy of the model. To provide support for the optimization of cutting parameters; The optimization model of multi-objective cutting parameters is established, and the cutting parameters under high pressure cooling are optimized by genetic algorithm and experimental results. Finally, the wear of PCBN tool under high pressure cooling condition was studied. Based on the tool wear test under high pressure cooling and the analysis of tool wear morphology, the failure reasons of PCBN tool are discussed. The influence of cutting conditions on tool wear is studied, and the wear law of cutting tool under high pressure cooling is obtained. In combination with the results of cutting force test, the selection of cutting parameters considering tool wear under high pressure cooling is analyzed. Suggestions and references are provided to improve tool life and machining efficiency.
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG506.7
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本文编号:2418120
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