鎳基高溫合金微銑削過程穩(wěn)定性分析.pdf

1、當前航空航天、能源動力、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域?qū)Ω邷丨h(huán)境下具有高強度的微小結(jié)構(gòu)/零件的需求日益增加。鎳基高溫合金具有良好的高溫綜合性能，可很好的滿足耐高溫微小結(jié)構(gòu)/零件材料的要求。微銑削技術(shù)是加工微小零件和高精密零件的一種新興加工技術(shù)，可應(yīng)用于制造鎳基高溫合金微小零部件。鎳基高溫合金是一種典型的難加工材料，其微銑削過程中易發(fā)生顫振現(xiàn)象。
　　顫振表現(xiàn)為加工過程中刀具與工件間的強烈振動，將嚴重影響零件加工精度和加工效率。目前國內(nèi)外還少有針對

2、鎳基高溫合金微銑削過程的穩(wěn)定性研究，因此，有必要開展鎳基高溫合金微銑削過程穩(wěn)定性分析。本文考慮微銑削過程多重再生效應(yīng)、最小切削厚度和已加工表面材料彈性回復(fù)等的影響，建立了鎳基高溫合金微銑削過程仿真模型并分析其穩(wěn)定性，繪制了穩(wěn)定性葉瓣圖，從而可以選擇適當?shù)那邢鲄?shù)以避免顫振。研究成果可為生產(chǎn)實際中鎳基高溫合金微銑削加工切削參數(shù)的優(yōu)選提供理論和技術(shù)指導(dǎo)，對應(yīng)用推廣鎳基高溫合金微銑削加工技術(shù)，提高耐高溫微小結(jié)構(gòu)/零件的制造水平具有重要的理論參

3、考價值。研究思路及方法還可為難加工材料的微銑削加工技術(shù)研究提供參考。主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，考慮多重再生效應(yīng)、最小切削厚度和已加工表面材料彈性回復(fù)等的影響，建立了微銑削過程瞬時切削厚度模型;為便于使用時域仿真法進行微銑削過程的穩(wěn)定性分析，修正了課題組前期研究建立的鎳基高溫合金微銑削力模型。
　　其次，運用動柔度耦合法，結(jié)合梁理論解析方法和頻響函數(shù)實驗方法，計算微銑削系統(tǒng)的刀尖頻響函數(shù);模態(tài)識別刀尖頻響函數(shù)中的模態(tài)參數(shù)，

4、并將其轉(zhuǎn)化為等效物理參數(shù)，為時域分析微銑削過程穩(wěn)定性奠定基礎(chǔ)。
　　再次，綜合所建立的鎳基高溫合金微銑削力模型，瞬時切削厚度模型及動力學(xué)方程，使用Matlab編程，建立鎳基高溫合金微銑削過程仿真模型;以柔剛性切削系統(tǒng)的最大瞬時切削厚度之比作為理論顫振判據(jù)，時域內(nèi)分析鎳基高溫合金微銑削穩(wěn)定性，并繪制穩(wěn)定性葉瓣圖。
　　最后，選擇穩(wěn)定性葉瓣圖上的若干切削參數(shù)組合點，進行鎳基高溫合金微銑削實驗，通過采用SEM掃描電鏡觀察已加工表面