鎳基高溫合金Incone1718微銑削殘余應(yīng)力與加工硬化研究.pdf

1、近年來(lái)，航空航天、電子和光學(xué)等領(lǐng)域中對(duì)尺寸微小的零部件需求日益增加，有些要求能在高溫工作環(huán)境下保持較高的強(qiáng)度和耐腐蝕性能。鎳基高溫合金以其高溫強(qiáng)度高和耐腐蝕強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)能滿足高溫工作環(huán)境下的微小零部件的材料性能要求。然而，鎳基高溫合金具有塑性大、導(dǎo)熱率低和易加工硬化等特點(diǎn)，是典型的難加工材料。微銑削技術(shù)可加工具有復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的精密微小零部件，對(duì)于鎳基高溫合金微小零部件加工的適用性強(qiáng)。鎳基高溫合金微小零部件經(jīng)微銑削后的表面機(jī)械性能直接決定著其

2、使用性能和使用壽命。過(guò)大的殘余應(yīng)力會(huì)引起薄壁件發(fā)生變形，影響加工精度及后續(xù)的裝配精度。表面殘余壓應(yīng)力可以提高零件耐疲勞性能，而表面殘余拉應(yīng)力會(huì)削弱其耐疲勞性能。過(guò)度的加工硬化會(huì)降低零件耐疲勞性能及加速刀具磨損。因此，鎳基高溫合金微銑削殘余應(yīng)力與加工硬化研究對(duì)提升微小型高溫零部件的使用性能和使用壽命有重大意義。
　　本文以鎳基高溫合金Inconel718微銑削表面殘余應(yīng)力與加工硬化為研究對(duì)象，建立基于ABAQUS的微銑削三維有限元仿

3、真模型，預(yù)測(cè)微銑削表面殘余應(yīng)力，并結(jié)合應(yīng)變與硬度之間關(guān)系，預(yù)測(cè)微銑削表面顯微硬度。開(kāi)展微銑削試驗(yàn)驗(yàn)證殘余應(yīng)力和顯微硬度預(yù)測(cè)結(jié)果。基于單因素仿真和試驗(yàn)，研究每齒進(jìn)給量對(duì)表面殘余應(yīng)力的影響規(guī)律以及主軸轉(zhuǎn)速、每齒進(jìn)給量和軸向切深對(duì)表面顯微硬度的影響規(guī)律;基于響應(yīng)曲面法研究主軸轉(zhuǎn)速、每齒進(jìn)給量和軸向切深對(duì)表面顯微硬度的交互作用影響。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　首先，建立基于ABAQUS的鎳基高溫合金微銑削過(guò)程三維有限元仿真模型，仿真微銑削

4、中的裝夾、銑削、退刀和約束轉(zhuǎn)換階段，得到表面應(yīng)變場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)。
　　其次，進(jìn)行鎳基高溫合金微銑削表面殘余應(yīng)力研究。改變?nèi)S仿真模型中的每齒進(jìn)給量，預(yù)測(cè)表面殘余應(yīng)力，并得到進(jìn)給方向和垂直于進(jìn)給方向表面殘余應(yīng)力隨每齒進(jìn)給量的變化規(guī)律。開(kāi)展微銑削試驗(yàn)，采用X射線衍射法測(cè)量不同每齒進(jìn)給量下的表面殘余應(yīng)力，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。
　　最后，鎳基高溫合金微銑削加工硬化研究。改變?nèi)S仿真模型中的主軸轉(zhuǎn)速、每齒進(jìn)給量和軸向切深，得到不同切削參數(shù)