Inconel 718镍基高温合金车削切削力和切削温度分析

为探究切削参数对难加工材料Inconel 718镍基高温合金切削力和切削温度的影响规律,基于田口法对Inconel 718材料进行正交切削仿真试验,采用单因素分析方法、灰关联度分析方法对比分析切削三要素对切削力、切削温度的影响,研究结果为Inconel 718镍基高温合金高效切削加工提供理论支撑。     

镍基高温合金斜角切削的仿真研究

针对难加工材料镍基高温合金切削力大以及难排屑等问题,在ABAQUS有限元分析软件中建立三维斜角仿真模型,模拟镍基高温合金的切削加工过程。研究斜角切削状态下镍基高温合金材料的去除机理和切屑形成,通过正交试验和单因素试验,分析在不同切削参数下流屑角以及三维切削力的变化情况。采用有限元分析方法对镍基高温合金的三维斜角切削过程进行仿真研究,降低了研究成本,为镍基高温合金高效切削加工提供了理论参考。     

预应力切削镍基高温合金的试验研究

针对镍基高温合金在切削后加工表面分布严重的残余拉应力等问题,提出采用预应力切削方法,以实现在加工过程中主动控制加工表面残余应力分布状态;通过研制轴类零件的车床专用预拉伸装置,在0 MPa、150 MPa和300 MPa三种预应力条件下对高温合金轴件进行预拉伸处理;通过硬质合金刀具预应力切削镍基高温合金的对比试验,对三种预应力条件下的切削力、切屑形态以及表面完整性包括已加工表面残余应力、加工表面粗糙度、表面形貌和显微硬度等指标进行对比。结果表明：在一定范围内,采用预应力切削方法可省去加工后续的残余应力调整工序,并能在加工表面获得合适的残余压应力;残余压应力的值可通过调整施加的预应力大小来进行主动控制;与普通切削相比,预应力切削可得到均匀的锯齿形切屑,切削力没有显著增加;预应力切削可获得良好的表面完整性,且不会引来额外的加工硬化。     

预应力条件对镍基高温合金切削加工的影响

为研究预应力条件对镍基高温合金切削加工的影响,采用Abaqus/Explicit软件建立了预应力切削镍基高温合金的三维有限元模型,研究了不同预应力状态下的切削力和加工表面各向应力的分布规律,分析了预应力条件对切屑形状、切削力和表面残余应力的影响,并与实验结果进行对比。研究结果表明:预应力作用对切削力和切屑形状的影响不显著;预应力作用对与预应力加载方向相同的已加工表面应力影响最大,并随着预应力的增大此方向上应力的分布层深显著增大,而对其他方向上的应力分布影响不显著;在一定范围内,随着预应力的增大已加工表面残余压应力值大小和分布层深都显著增大。     

镍基高温合金切削热力学仿真

应用Deform-3D对镍基高温合金进行切削加工仿真研究。采用单一改变切削参数、切削速度和进给量的方法,进行单变量切削仿真试验。通过对多组数据进行对比分析,得到刀具切削力和切削温度随切削变量变化的图形,从而获得最适宜该合金切削加工的热力学条件,弥补镍合金在切削加工、切削力和切削热方面研究不足的缺陷,并可将其应用于生产实践中。     

断屑槽结构对Inconel 718镍基高温合金切削温度的影响研究

镍基高温合金强度高,在切削过程中产生的温度较高。基于ABAQUS有限元软件建立Inconel 718镍基高温合金三维切削仿真模型,通过单因素实验法研究断屑槽槽型结构对切屑形态与切削温度的影响。结果表明,不同断屑槽结构对切屑形态影响较大,并影响刀尖温度与最大切削温度。其中,梯形断屑槽与直弧形断屑槽相较于圆弧断屑槽与折线形断屑槽在断屑能力与切削温度等方面表现更优秀,这两种断屑槽刀具断屑及时,最大切削温度较低,切削温度变化较为平缓,更有利于提高工件表面质量和延长刀具使用寿命。     

高硬度镍基高温合金的切削加工

<正> 近年来,我公司接受了美国普拉特惠特尼公司(简称PWA公司)的零件加工,这些零件的共同特点是薄壁件多,高温合金的比重大,加工量大,切削困难,有很多是我厂从来没有加工过的高硬度镍基高温合金。粗车这些零件时,切削用量低,刀具磨损快,加工周期长。很多零件粗车的工序需15天     

镍基高温合金高速切削加工性

镍基高温合金具有优良的高温强度以及良好的热稳定性和抗热疲劳性能,广泛应用于航空发动机、燃气涡轮机等领域。但其可加工性极差,切削过程中刀具迅速磨损,加工效率较低。本文介绍了镍基高温合金高速切削加工性的研究进展,重点阐述了适宜高速切削镍基高温合金的陶瓷和PCBN刀具及加工参数,并总结了切削过程中刀具的失效形式和磨损机理,以及利用辅助加工方法等实现陶瓷刀具对镍基高温合金精加工的可能性。为高速切削镍基高温合金加工刀具的快速选择及加工工艺的改进提供了参考。     

镍基高温合金切削加工锯齿形切屑研究

以镍基高温合金GH4169和GH3030为研究对象,采用未涂层和涂层刀具进行车削加工试验,通过对金相、切削力、切削温度及刀具磨损形态的检测,阐明锯齿形切屑形成的机理,并对两种材料的切削加工性进行比较。研究结果为该类材料切削工艺的优化提供了试验依据。     

基于ABAQUS和Python的镍基高温合金Inconel718的车削仿真

为了准确地对镍基高温合金Inconel 718的车削过程进行仿真,并找出影响车削力的主要可控变量,应用ABAQUS有限元软件较精确地对镍基高温合金Inconel 718的车削加工过程进行仿真,模拟车削加工过程中背吃刀量、切削线速度、进给量等可控因素对刀具主切削力、进给抗力、切深抗力的影响。调用Python中的Pandas库读取正交试验表中的数据并算出各因素对刀具受力的相关系数矩阵,通过对比相关系数得出各主要因素对刀具受力影响程度的大小,验证了该材料车削仿真的准确性。     

精密切削加工Inconel718镍基高温合金的涂层硬质合金刀具磨损试验研究

Inconel718镍基高温合金适用于高温高压、高频应力应变及腐蚀环境,被广泛应用于核电、航天、航空等领域.针对核级Inconel718镍基高温合金开展精密切削加工试验,研究不同工艺参数对涂层硬质合金刀具磨损的影响.结果 表明:涂层硬质合金刀具前后刀面极易发生磨损,出现月牙洼磨损、沟槽磨损以及崩刃;车削三要素中进给量对...     

基于Deform-3D的Inconel 718镍基合金的车削仿真

Inconel 718镍基高温合金的力学、抗氧化、抗热变形的性能好,但是加工性能差,材料塑性大、导热系数低、加工硬化严重等问题制约了镍基高温合金的广泛使用.文中运用有限元软件分析和研究材料的切削性能、刀具选择以及切削参数等问题,对解决镍基高温合金难加工的现状提供了参考价值.     

用于加工Inconel718的切削刀具发展现状

镍基高温合金Inconel718具有熔点高、热传导率低、加工硬化现象严重的特点,被认为是最难加工的金属材料之一。近年来,随着航空航天、能源动力技术的飞速发展,Inconel718高温合金的应用越来越多,其高速、高效切削的加工需求也日益扩张,其切削工艺的制定、尤其是切削刀具的选择越来越重要。本文综述了常用于加工In-conel718的刀具(高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼)及其涂层刀具的加工性能,分析了不同涂层对于刀具寿命和工件表面质量的影响,对硬质合金刀具和陶瓷刀具作了详尽的对比分析。最后,对高速钢、陶瓷、硬质合金和立方氮化硼刀具切削Inconel718的应用情况进行了总结,给出了Inconel718高温合金切削加工刀具选择的有益参考。     

基于实验Inconel718正交切削有限元仿真分析

为研究犁削效应和前刀面粘压对Inconel718切削过程的影响.基于正交切削实验建立Inconel718有限元切削模型,模型结果同实验值对比以验证模型可靠性.通过改变刀具圆角半径和负前角参数,提取并比较不同的切削力时域曲线和刀具温度,分析犁削效应和前刀面粘压.研究表明犁削效应提高进给力数值,刀具圆角半径由0变为5μm,Inconel718切削进给力均值提高7％：前刀面粘压提高刀具和切屑温度,有利于切屑分离.但刀具负前角为-20＆#176;,切削加工不稳定.     

镍基高温合金切削过程有限元仿真及刀具参数研究

为了准确模拟高温合金GH4169的切削过程,深入研究了GH4169的有限元建模技术,如有限元模型的建立、材料本构模型、切屑分离准则及接触摩擦模型等。采用Johnson-Cook本构关系模型对GH4169的加工过程进行二维正交切削有限元模拟,获得了不同刀具前角下的切屑形态和切削力曲线图,进一步分析了刀具前角对切屑形态和切削力变化规律的影响,为镍基高温合金的实际切削加工中刀具的选择提供了参考。     

高速切削GH4169镍基合金的有限元模拟与分析

利用ABAQUS有限元软件对GH4169的加工过程建立有限元切削模型,通过有限元分析得到不同切削速度下的切屑形态和切削力以及不同切削深度下的切屑形态和切削力,通过分析其切屑锯齿化程度以及切削力曲线图,选取合适的切削速度与切削深度,为镍基高温合金的实际切削加工提供参考依据。     

Cutting data correction in Inconel 718 turning

The paper presents research work concerning difficult-to-cut materials turning and chipbreakers reliability in local operating features. Inconel 718 alloy was used as a sample material and two different chipbreakers were tested. The aim of the research was to check the efficiency of chipbreakers in the area of applications recommended by tool manufacturers. As a result, the algorithm for cutting data selection and correction which combines experiments and simulation processes concerning chip breakage effectiveness was built. To estimate chip forms in tests, the visual system equipped with a high-speed camera was used. The cutting forces measuring system provided information for verification of simulation results. The simulation based on the FEM was applied to estimate chip groove filling. Distributions of temperature and stresses on the tool rake face in the function of distance from the cutting edge were calculated. The paper gives recommendations for cutting data correction to achieve acceptable chip forms.     

双重润滑条件下的刀具切削特性研究

为实现清洁切削技术,将Al2 O3包覆CaF2复合粉体作为添加相,采用真空热压烧结工艺制备了一种Ti(C,N)基自润滑金属陶瓷刀具(TMC刀具),研究了Ti(C,N)基金属陶瓷刀具在微量润滑作用下切削300M钢的切削性能,结果表明:双重润滑与干切削方式相比,其三向切削力FX、FY、FZ分别减小了36.8％、13.1％和...