切削镍基高温合金的微织构刀片参数设计及机理研究
现今航空制造领域已经普遍采用镍基高温合金材料,因为其具有良好的高温机械力学性能和化学稳定性,但其强度高,切削性能差,在加工过程中会出现切削温度高、切削力大、刀片磨损严重等问题。本文利用仿生摩擦学的研究理论,设计了减磨性能良好的微织构刀片并用于镍基高温合金的切削,围绕刀片的微织构参数设计、减磨机理、加工制造等方面进行了以下研究。
首先,通过分析刀片微织构的作用机理,得到微织构需要放置在刀屑接触、摩擦区域,并以此进行微织构设计,确定了微织构两种形式——微槽、微坑,还确定了织构几何参数范围;选取激光加工微织构的工艺方式,并加工出微织构刀片样品。检验织构质量并且为之后切削镍基高温合金GH4169实验做准备。
然后,进行GH4169切削实验,先用普通刀片用不同切削参数进行切削,通过极差分析确定出切削三要素对切削力影响程度的大小排序;以此为依据选出微织构刀片实验切削参数,并进行切削实验;结合金属切削理论与正交实验建立微织构刀片切削力指数关系的数学模型,以切削力和刀片后刀面磨损量为目标进行多目标参数优化,并应用遗传算法线性加权法求解,最终确定优化的微织 ...