【摘 要】
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镍基高温合金因具备优秀的性能而在航空航天工业等高端制造业中被广泛采用,其中GH4169镍基高温合金因其具有的高强度、韧性及塑性优良和低导热等特性,在加工GH4169的过程中常出现切削力大、刀具易磨损和难以保证已加工表面质量等问题。为了能够减少上述问题的出现,诸如高压冷却、微量润滑/纳米粒子微量润滑冷却和低温气体射流冷却等新型冷却方式被各国专家学者提出。本文通过开展GH4169干冰低温冷却切削试验,
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镍基高温合金因具备优秀的性能而在航空航天工业等高端制造业中被广泛采用,其中GH4169镍基高温合金因其具有的高强度、韧性及塑性优良和低导热等特性,在加工GH4169的过程中常出现切削力大、刀具易磨损和难以保证已加工表面质量等问题。为了能够减少上述问题的出现,诸如高压冷却、微量润滑/纳米粒子微量润滑冷却和低温气体射流冷却等新型冷却方式被各国专家学者提出。本文通过开展GH4169干冰低温冷却切削试验,分析探讨干冰低温冷却条件与切削力、刀具磨损情况和已加工表面质量的关系,为干冰低温冷却应用在GH4169镍基高温合金的加工中提供参考。本文具体开展的研究工作内容如下:（1）进行GH4169干冰低温冷却切削有限元模拟。开展了干冰低温冷却冷源温度场测定试验,获得了干冰-CO2固气混合物低温射流与GH4169合金板间的平均表面传热系数,将其应用在Third Wave Advant Edge切削有限元仿真软件中并建立了GH4169干冰低温冷却二维切削仿真,分析获得的仿真结果,探讨干冰低温冷却条件对切削过程、切削力以及切削温度的影响,为接下来的试验提供支持。（2）开展GH4169干冰低温冷却外圆切削试验。根据切削试验现场所提供的技术条件及切削试验的需求,设计搭建了干冰低温冷却施加装置;在此基础上进行GH4169干冰低温冷却切削力试验和比切削能试验,分析干冰低温冷却条件和切削工艺参数与切削力和比切削能之间的关系,为干冰低温冷却在切削加工中的应用提供一定的借鉴。（3）研究分析GH4169干冰低温冷却切削下刀具磨损情况。通过开展干冰低温冷却切削刀具磨损试验,介绍并分析干冰低温冷却下刀具的磨损机制,分析刀具磨损与破坏的原因;研究分析干冰低温冷却条件和切削工艺参数与刀具磨损量之间的关系,对干冰低温冷却条件下结合刀具磨损影响的切削工艺参数的优选开展分析,为刀具寿命的增加和使用成本的节省提供参考。（4）在前面刀具磨损对比试验基础之上,开展工件已加工表面粗糙度和已加工表面形貌的对比分析工作,探究分析干冰低温冷却条件以及切削工艺参数与上述两者之间的关系,并观察分析干冰低温冷却条件对已加工表面形貌的影响,为干冰低温冷却应用在要求保证工件已加工表面质量的加工中提供参考。
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