镍基高温合金在低温冷风射流微润滑条件下的切削研究

发布时间：2017-07-05 22:18

  本文关键词：镍基高温合金在低温冷风射流微润滑条件下的切削研究

  更多相关文章： 镍基高温合金GH4169 低温冷风 切削 微润滑

【摘要】：随着科技的进步和人们生活水平的提高,传统的湿式润滑加工方式由于严重危害人体健康和环境质量而不断受到质疑。在此背景下,一些绿色切削技术应运而生,本文所研究的低温冷风微润滑技术是一种典型的绿色切削技术。本研究所采用的被加工材料为镍基高温合金GH4169,它具有良好的热稳定性、高温强度和抗热疲劳性能,可以在高温氧化或燃气条件下工作,被广泛应用于各个领域,特别是航空、宇航、造船等部门。也因为它这些较为特殊机械特性,使得它的切削加工性很差,切削过程中必须采用大量切削液进行冷却与润滑。所以针对这种难加工材料来探究一种更加有效,环保的加工方式是具有积极意义的。本研究首先分析了镍基高温合金GH4169的切削性能,然后对目前所采用的干式切削技术、微润滑切削技术和低温冷风切削技术进行了研究,确定了将微润滑切削与低温冷风切削相结合的研究方法。采用实验研究方式,试验参数设置多因素正交法,对镍基高温合金GH4169这种难加工材料在干切削、传统湿式切削和低温冷风微润滑条件下分别进行切削试验。通过测量车削时的切削力,分析不同润滑方式、背吃刀量、切削速度以及进给量对切削力的影响,并通过红外测温仪测出不同润滑方式下的切削温度与仿真的温度场进行比对分析,从而揭示不同润滑方式和切削用量对切削力切削温度的影响,为低温冷风微润滑切削技术的应用提供了一些理论及实验数据。
【关键词】：镍基高温合金GH4169 低温冷风 切削 微润滑
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG501
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 本文研究的目的及意义7
• 1.2 低温冷风MQL技术的研究现状7-9
• 1.3 低温冷风MQL切削技术需要解决的问题9-10
• 1.4 镍基高温合金的机械特性及加工10-12
• 1.4.1 镍基高温合金的机械特性10-11
• 1.4.2 高温合金的加工11-12
• 1.5 本课题主要研究内容12-13
• 第二章 金属切削的基本理论13-20
• 2.1 金属切削过程中的切削热13-16
• 2.1.1 金属切削的温度场分布13-14
• 2.1.2 切削过程中的热传导理论14-15
• 2.1.3 温度场的求解方法15-16
• 2.2 切削过程的切削力16-19
• 2.2.1 切削力的来源16-17
• 2.2.2 切削力的分解17-18
• 2.2.3 切削力模型18-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 低温冷风MQL系统20-32
• 3.1 低温冷风MQL系统的组成20
• 3.2 喷雾的产生原理及基本因素20-23
• 3.2.1 雾化的相关指标及其影响因素21-23
• 3.2.2 影响雾化的因素23
• 3.3 MQL切削中切削液的雾滴运动及变形分析23-27
• 3.3.1 切削液雾滴的受力及运动分析23-26
• 3.3.2 MQL切削液雾滴的变形分析26-27
• 3.4 MQL喷雾系统的工作效果及其评价27-31
• 3.4.1 液滴尺寸的测量方法28
• 3.4.2 雾化性性能测试28-31
• 3.5 本章小结31-32
• 第四章 基于ABAQUS的温度场及力场的有限元仿真32-43
• 4.1 有限元软件ABAQUS介绍32-33
• 4.2 建立几何模型33-34
• 4.3 材料模型34-36
• 4.3.1 工件材料模型34-35
• 4.3.2 刀具的材料模型35-36
• 4.4 切削热的产生36
• 4.5 摩擦模型的建立36-38
• 4.6 切屑分离标准38
• 4.7 失效模型38-39
• 4.8 边界条件39
• 4.9 切削模拟计算39-40
• 4.10 仿真模拟结果与分析40-42
• 4.10.1 切削温度的仿真结果与分析40-41
• 4.10.2 切削力的仿真结果与分析41-42
• 4.11 本章小结42-43
• 第五章 GH4169在低温冷风MQL条件下的切削实验及分析43-53
• 5.1 实验设备介绍43
• 5.2 实验条件43-44
• 5.3 实验方案44-48
• 5.3.1 切削力实验方法44
• 5.3.2 多因素正交实验设计44-45
• 5.3.3 实验结果分析45-48
• 5.4 切削温度的测量与分析48-50
• 5.5 表面粗糙度的对比50
• 5.6 试验结果与仿真对比50-51
• 5.7 本章小结51-53
• 第六章 结论与展望53-55
• 6.1 结论53
• 6.2 展望53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-58
• 攻读硕士学位期间发表的论文58-59

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王会阳;安云岐;李承宇;晁兵;倪雅;刘国彬;李萍;;镍基高温合金材料的研究进展[J];材料导报;2011年S2期

2 何成华;;镍基高温合金中铁的测定——邻菲罗啉比色法[J];分析化学;1978年03期

3 潘傥,胡乃信,彰祖寿;原子吸收光谱法测定镍基高温合金中铝、钒、钛、铁、钼、锰、铜[J];冶金分析;1982年03期

4 高连福;李国华;;镍基高温合金看谱半定量分析[J];四川机械;1982年01期

5 李树华 ,肖平辉 ,赵炳X;钙和镁在铸态镍基高温合金中的分布及作用[J];钢铁研究总院学报;1987年S1期

6 黄治平;王桂兰;;自算α系数在镍基高温合金Ⅹ射线荧光光谱分析上的应用[J];光谱实验室;1987年02期

7 ;铁镍基高温合金痕量元素成份标准物质研制成功[J];冶金分析;1992年01期

8 王炳林;一种粉末镍基高温合金[J];材料工程;1993年06期

9 罗川,孙莹,赵世荣;固体进样石墨炉原子吸收光谱法直接测定镍基高温合金中微量锑[J];冶金分析;1999年04期

10 唐中杰;郭铁明;付迎;惠枝;韩昌松;;镍基高温合金的研究现状与发展前景[J];金属世界;2014年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 谢绍金;杨春晟;贾进铎;;氢化物发生-原子荧光法测定镍基高温合金中的痕量铋[A];全国第八届稀有金属难熔金属分析学术会议论文集[C];2003年

2 邢占平;黄朝晖;谭永宁;余乾;;第二代定向镍基高温合金的微观结构研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年

3 张克实;刘林;郭运强;;镍基高温合金蠕变过程中γ'相演化的初步分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下）[C];2005年

4 马永会;赵锴;杨飞雪;楼琅洪;胡壮麒;;镍基高温合金中α-W相的析出[A];2005年全国电子显微学会议论文集[C];2005年

5 庞晓辉;杨军红;刘平;;石墨炉原子吸收光谱法测定镍基高温合金中痕量硒[A];第三届科学仪器前沿技术及应用学术研讨会论文集（二）[C];2006年

6 雷冬;龚明;侯方;王国栋;赵建华;;镍基高温合金材料疲劳微裂纹萌生和扩展的实验研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

7 张军;;镍基高温合金熔体特性及其对组织和性能的影响[A];第七届全国液体和软物质物理学术会议程序册及论文摘要集[C];2010年

8 谢君;田素贵;周晓明;李柏松;;粉末镍基高温合金的组织结构及蠕变特征[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

9 周留成;何卫锋;王波;罗思海;;镍基高温合金激光冲击复合强化机理研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

10 马永会;赵锴;楼琅洪;胡壮麒;;定向凝固镍基高温合金中μ相析出对室温拉伸性能的影响[A];2006年全国电子显微学会议论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 包文;前10月宝钢镍基高温合金N80A销量增10倍[N];中国船舶报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 张志伟;镍基高温合金高效深切成型磨削关键技术研究[D];南京航空航天大学;2014年

2 刘玉波;高速铣削镍基高温合金复杂薄壁零件关键技术研究[D];哈尔滨理工大学;2016年

3 袁兆静;磁场作用下镍基高温合金固态相变行为及力学性能研究[D];上海大学;2016年

4 马建波;镍基合金熔体局域结构的从头算分子动力学研究[D];上海交通大学;2015年

5 兰亮;Si_3N_4陶瓷与镍基高温合金的部分瞬间液相扩散工艺与机理的研究[D];上海大学;2016年

6 刘杨;电场处理对镍基高温合金组织演化、变形行为与耐腐蚀性能的影响[D];东北大学;2008年

7 肖茂华;镍基高温合金高速切削刀具磨损机理研究[D];南京航空航天大学;2010年

8 于潇翔;多尺度序列算法发展及镍基高温合金元素协同效应研究[D];清华大学;2012年

9 裴忠冶;K465镍基高温合金的研究[D];东北大学;2008年

10 黄志伟;MCrAlY涂覆的镍基高温合金及其基体合金的等温和热机械疲劳行为[D];大连理工大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张锐杰;GH4169镍基高温合金动态力学性能研究[D];北京理工大学;2016年

2 黄大顺;镍基高温合金珩磨技术研究[D];南京航空航天大学;2015年

3 任心澈;K438镍基高温合金激光熔覆修复组织与性能研究[D];南昌航空大学;2016年

4 董天文;熔炼工艺及合金元素对镍基高温合金组织和性能的影响[D];兰州理工大学;2016年

5 彭翰林;镍基高温合金粉末组织结构分析及性能研究[D];华南理工大学;2016年

6 曲红霞;镍基高温合金组织性能与净化工艺的研究[D];兰州理工大学;2016年

7 宋永胜;镍基高温合金精密切削刀具磨损及表面质量研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

8 张冬梅;718高温合金激光焊接及其液化裂纹形成机理研究[D];上海工程技术大学;2015年

9 李静;加压内冷却砂轮磨削镍基高温合金时的温度场研究[D];湘潭大学;2016年

10 宁邵鹏;镍基高温合金GH4169车削过程及刀片槽型优化[D];湘潭大学;2016年

，

本文编号：523840