论文摘要
镍基高温合金GH4169是火箭发动机和航空发动机广泛采用的金属材料,属于难切削材料。由于切削加工工艺的高难度,GH4169已经成为我国火箭型号研制、批生产加工的瓶颈。本文针对难切削材料GH4169的高效切削技术进行了比较系统的理论、试验及应用研究,具体工作如下:设计了确定GH4169高效铣削参数的试验方案,包括试验材料、试验设备、加工和测量系统的原理。分析了切削镍基高温合金刀具的加工特点、以及用于试验系统中的各种刀具材料与刀具结构。分别选用表面改性处理高速钢、超硬高速钢刀具及镀层硬质合金、未镀层硬质合金等刀具进行了高效铣削GH4169铣削力的试验研究。通过对铣削力的数据进行分析研究,分析了铣削速度、每齿进给量、径向切深、轴向切深等主要因素对铣削力的影响机理,研究了不同铣削参数在冷却和干切两种切削状态下对铣削力的影响,并对这些因素进行了分析,为后续的刀具耐用度试验确定了选择铣削参数的基础。完成铣削力试验研究后,对试验刀具进行耐用度对比试验。首先,对硬质合金刀具进行试验分析,分析比较了镀层和未镀层刀具、密齿和疏齿刀具耐用度的差别及其原因;然后,对高速钢刀具进行试验分析,分别选用表面改性处理高速钢、超硬高速钢刀具进行了磨损对比试验,对其磨损机理进行了分析,寻找出更适合加工镍基高温合金的高速钢刀具,为高速铣削镍基高温合金的铣削参数的优化奠定了基础。依据切削力和刀具耐用度试验的研究结果,对镍基高温合金切削过程的铣削参数进行优化。利用加工总耗时和刀具寿命内材料去除量这两个评价为标准,得到相应的最佳切削速度。基于上述所有试验结果,对试验所用刀具进行了综合评价,对刀具材料、结构进行了分析,选择出高效铣削GH4169的硬质合金及高速钢刀具的材料、结构、以及铣削参数。给出了应用实例,在多个型号上得到应用,并在批生产中发挥了重要作用,较大幅度地提高了生产效率,具有较高的社会综合效益。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 研究高温合金高效切削的背景与意义1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状1.2.2 国内研究现状1.3 本文研究内容与章节安排第二章 试验方案设计2.1 试验材料2.2 试验设备及加工和测量系统的原理第三章 切削高温合金刀具材料与刀具结构的研究3.1 引言3.2 镍基高温合金的加工特点3.2.1 镍基高温合金的加工性3.2.2 镍基高温合金切加工的主要问题3.2.3 影响镍基合金切削加工的材料特性3.2.4 镍基高温合金的加工实践3.3 刀具材料3.3.1 硬质合金3.3.2 镀层硬质合金3.3.3 高速钢3.4 刀具结构3.5 本章小结第四章 铣削镍基高温合金合金切削力试验研究4.1 引言4.2 试验系统4.3 镍基高温合金合金铣削刀具切削力试验4.3.1 普通高速钢整体铣刀切削试验4.3.2 Walter F2231.W.032.Z02.08.L仿形铣刀干切切削试验4.3.3 Walter F2231.W.032.Z02.08.L仿形铣刀干切铣削力经验公式4.3.4 Walter F2231.W.032.Z02.08.L仿形铣刀使用冷却液切削试验4.3.5 Walter F2231.W.032.Z02.08.L仿形铣刀使用冷却液切削力经验公式4.4 本章小结第五章 铣削镍基高温合金刀具耐用度对比试验研究5.1 引言5.2 铣削镍基高温合金刀具磨损形态与原因分析5.2.1 刀具磨损形态5.2.2 刀具磨损原因5.3 快速耐用度试验研究5.3.1 快速耐用度的试验方法5.3.2 试验条件5.4 硬质合金刀具的实验研究5.4.1 镀层和无镀层硬质合金刀具的耐用度试验研究5.4.2 八刃和四刃硬质合金刀具的耐用度试验研究5.4.3 硬质合金刀具切削对比试验总结5.5 高速钢刀具的对比试验研究5.6 本章小结第六章 镍基高温合金铣削过程的优化6.1 引言6.3 铣削过程的最优化6.4 最优化目标函数6.5 目标函数的极值6.6 实例计算6.7 本章小结第七章 试验刀具的综合评价及应用实例7.1 引言7.2 试验刀具材料的选择7.2.1 高速钢7.2.2 硬质合金7.3 试验刀具的综合评价及结构选择7.3.1 高速钢刀具的综合评价及结构的选择7.3.2 对有镀层和无镀层硬质合金刀具的综合评价及结构的选择7.3.3 对八刃和四刃硬质合金刀具的综合评价及结构的选择7.4 结果分析7.4.1 高速钢刀具分析7.4.2 硬质合金刀具分析7.5 应用实例7.6 本章小结结束语致谢参考文献攻读硕士学位期间所发表的学术论文
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