鎳基粉末冶金高溫合金鉆削仿真與試驗研究.pdf

1、鎳基粉末冶金高溫合金具有優(yōu)良的熱強性能、熱穩(wěn)定性能和熱疲勞性能，是航空和航天領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，它廣泛應用于航空噴氣發(fā)動機及工業(yè)燃氣輪機等熱端部件的制造。FGH97作為我國自主研制第三代鎳基粉末冶金高溫合金材料，具有鎳基粉末冶金高溫合金的典型特點，在航空航天零部件制造中具有廣泛的應用前景。
　　由于鎳基粉末冶金高溫合金材料具有強度高、硬度大、導熱系數(shù)低和多孔性結(jié)構(gòu)等特點，屬于典型的難加工材料。其鉆削加工更為困難，主要表現(xiàn)為鉆削力大、鉆

2、削溫度高、鉆頭磨損及破損嚴重以及使用壽命短等。因此，本文首先采用快速落刀法，研究了鎳基粉末冶金高溫合金的鉆削變形量隨鉆削參數(shù)的變化規(guī)律。
　　本文采用單因素試驗法，借助金屬切削有限元仿真軟件Third Wave AdvantEdge對鎳基粉末冶金高溫合金鉆削過程進行仿真，分別研究了鉆削速度、進給量對鉆削力、扭矩、鉆削溫度的影響規(guī)律以及鉆削加工該材料時刀具鉆削溫度沿主切削刃的分布特征。其中，在進給量為0.01-0.07mm/r范圍內(nèi)

3、，隨進給量增加，鉆削力、扭矩以及鉆削溫度均增大；在鉆削速度為10-25m/min范圍內(nèi)，隨鉆削速度的增加，鉆削力和扭矩的影響較小，鉆削溫度快速升高。根據(jù)鉆削仿真結(jié)果，得到一組鉆削鎳基粉末冶金高溫合金最優(yōu)參數(shù)解：進給量為0.05mm/r、鉆削速度為20m/min。其次，根據(jù)仿真試驗分別選取若干組參數(shù)進行鉆削試驗得，在相同鉆削參數(shù)下，試驗和仿真結(jié)果的誤差均在10％以內(nèi)，并且兩者的變化趨勢相一致，表明鎳基粉末冶金高溫合金鉆削仿真能夠有效的反映

4、鉆削試驗規(guī)律，可以為后續(xù)實際鉆削加工鎳基粉末冶金高溫合金進行理論指導。
　　本文采用單因素試驗法，分別研究了鉆削速度和進給量對孔加工表面粗糙度、加工硬化的影響。其中，隨鉆削速度增加，孔加工表面粗糙度值為先減小后逐漸增大；每齒進給量變化對孔加工表面粗糙度值影響較小，同時，對孔表面的加工硬化呈先降低后升高趨勢，并且硬化率均在140%左右。根據(jù)仿真優(yōu)化得到鉆削參數(shù)，進行刀具壽命及隨著刀具磨損工件加工表面質(zhì)量的變化規(guī)律,得當?shù)毒吆蟮睹婺p