Inconel718车削过程中刀具涂层材料和几何参数对切削力的影响研究

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1、望望型翌nconel718车削过程中刀具涂层材料和几何参数对切削力的影响研究米杨振朝，姜飞龙，李楠，李言，侯晓莉(西安理T．大学机械与精密仪器工程学院，西安710048)【摘要】基于Deform2D仿真软件建立了Inconel718高温合金车削的有限元模型，对车削过程进行了仿真分析，获得了刀具涂层材料和刀具几何参数对切削力的影响规律。研究结果表明：Inconel718车削过程中，采用涂层刀具时切削力无明显降低；切削力随前角增大而降低，随后角增大变化不大，随刀尖圆弧半径增大而升高，其中前角和刀尖圆弧半径影响较为显著；根据Inconel718

2、的切削加工性，建"i5(Inconel718精车时刀具几何参数的取值范围为：前角6。～80，后角120～14。，刀尖圆弧半径0．2-0．4ram。[关键词】Inconel718；切削力；涂层材料；刀具几何参数【中图分类号】TG501[文献标识码】A【文章编号】1003—5451(2017)(1卜0011—05EffectofCoatingMaterialandGeometryofCuttingToolonCuttingForcesinTurningofInconel718YANGZhen．chao．JIANGFei—long，LINan，

3、eta1．(SchoolofMechanicalandPrecisionInstrumentEngineering，Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048)【Abstract】ThefiniteelementsimulationmodelofturningInconel718isestablished，basedonDeform·2Dtosimulatethecuttingprocess．Theeffectofcoatingmaterialandgeometryofcuttingtooloncutt

4、ingforcesisobtained．TheresultsshowthatbduringturningInconel718，thecuttingforceschangelittleusingcoatedcuttingtools，especiallythecompositecoating．Thecuttingforcesdecreaseastherakeangleincreases，andchanginglittleasthereliefangleincreases，however,theyincreaseasthenoseradiusi

5、ncreases，amongthem，therakeangleandthenoseradiushaveimportantinfluenceonthecuttingforces．AccordingtothemachinabilityofInconel718，therecommendedrangeofcuttingtoolgeometryinfinishturningoflnconel718：rakeangle6～8。．reliefangle12—14Onoseradius0．2～0．4mm．【Keywordsllnconel7l8；cutt

6、ingforce；coatingmaterial；cuttingtoolgeometry1引言木陕西省自然科学基础研究计划作者简介：杨振朝(1982一)表面完整性控制技术等。镍基高温合金是以镍为基体(含量一般大于50％)，在650—1000％范围内具有优异综合性能的高温项目(20lNQ5182)，陕西省教育厅科研计划项目(14jKl515)男，博士，西安理工大学讲师，主要研究方向为航空难加工材料切削加工技术、Inconel718车削过程中刀具涂层材料和几何参数对切削力的影响研究合金，如Inconel718(国内牌号为GH4169)。其良好

7、的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能，使得镍基高温合金广泛地用于制造航空发动机的涡轮盘、压气机盘、机匣、承力环和叶片等高温部件，是目前航空发动机用牌号最多、用量最大、使用最广的一类高温合金，已占先进航空发动机用材料的45％一50％”】。另外，镍基高温合金在宇航、核能、石油工业中也得到了极为广泛的应用。由于镍基高温合金优良的高温强度、热稳定性及抗热疲劳性能，使该类材料成为典型的难加工材料之一，其相加工性仅为45钢的5％～15％，具体表现为切削力大、切削温度高、刀具磨损剧烈、加工硬化现象严重、排屑困难[2-3]o因此，镍基高温合金的高效加工问

8、题一直是航空航天工业以及其它行业制造技术中亟待解决的重要问题。切削力是切削过程中极为重要的物理量，它对切削热的产生、刀具磨损与寿命、加工精度及表面完整性都有着直接的作用，同时切削力又是计算功率