专利汇可以提供一种高速切削定向凝固铸造镍基高温合金DZ4刀具磨损预测方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及刀具性能检测技术领域,尤其为一种高速切削定向 凝固 铸造 镍基高温 合金 DZ4刀具磨损预测方法,本发明对推动难加工材料高速切削技术的深入研究,进一步阐明高应变率条件下刀-屑界面 摩擦学 行为描述、 力 -热强耦合的作用机理、材料流动 应力 与应变之间关系的精确描述、材料本构模型的建立与刀具磨损机理,揭示难加工材料高速切削机理,丰富切削理论,补充完善常用工程材料 数据库 ,促进仿真技术,提高制造技术 水 平具有重要的理论意义和工程价值。,下面是一种高速切削定向凝固铸造镍基高温合金DZ4刀具磨损预测方法专利的具体信息内容。
1.一种高速切削定向凝固铸造镍基高温合金DZ4刀具磨损预测方法,具体操作步骤如下:
(1)数据采集;
(2)刀具-切屑、刀具-工件接触面摩擦特性试验;
(3)摩擦磨损形貌及磨损机理分析;
(4)切削刀具磨损模型的建立。
2.根据权利要求1所述的一种高速切削定向凝固铸造镍基高温合金DZ4刀具磨损预测方法,其特征在于:所述数据采集采用干式、微量润滑及冷风3种氛围的冷却润滑方式进行摩擦磨损和切削试验,切削速度变化范围为40-150m/min,为避免刀具磨损的影响,每做一组试验更换一次刀片,测力仪(Kistler 9255C)采集切削力数据,采用夹丝法的人工热电偶法测量切削温度,选用比较细的康铜丝,在切削时可以形成较小的热结点,提高测温的响应速度,同时可直接获取已加工表面的温度和切削刃口的温度,利用红外热像仪(DM63)测量切削时薄壁外侧的温度场,并根据传热条件推导切削加工面的温度场,获取切削表面温度,切削结束后利用超景深显微镜(Smartzoom5)观察刀具磨损形貌和测量刀具后刀面的磨损量,场发射扫描电子显微镜(FEI Inspect F50)及电子能谱仪观察并分析测量磨损区形貌、微观组织和刀具失效表面元素的分布规律。
3.根据权利要求1所述的一种高速切削定向凝固铸造镍基高温合金DZ4刀具磨损预测方法,其特征在于:所述刀具-切屑、刀具-工件接触面摩擦特性试验采用高度非均匀应力场和摩擦效应的新方法来研究高速切削过程中的摩擦学,在切削试验条件下获取硬质合金-高温合金的摩擦系数及磨损量,通过摩擦磨损区的微观分析,摩擦磨损区表面的能谱分析,得到摩擦副在不同氛围、不同载荷、温度、摩擦速度状态下摩擦界面的摩擦系数变化规律,具体的,从下列几个方面开展试验研究,探讨多因素条件下的摩擦系数表达式:
(1)摩擦系数随时间的变化规律;
(2)切削速度对摩擦系数的影响;
(3)载荷对摩擦系数的影响;
(4)摩擦区温度对摩擦系数的影响;
(5)接触面形式对摩擦系数的影响;
(6)干式、湿式、微量润滑氛围对摩擦系数的影响;
(7)表面形貌对摩擦系数的影响。
4.根据权利要求1所述的一种高速切削定向凝固铸造镍基高温合金DZ4刀具磨损预测方法,其特征在于:所述摩擦磨损形貌及磨损机理分析运用高速切削基础、热力学和摩擦学理论,采用试验研究法,探讨切削过程中刀具-切屑接触面的摩擦规律以及多因素条件下的摩擦系数变化规律,根据试验获取的磨损形态、磨损机理以及相关文献,建立包含磨粒磨损、粘结磨损及扩散磨损等磨损机理在内的较全面的刀具磨损率计算模型在理论上是可行的,刀具的磨损形态主要表现为前刀面磨损、后刀面磨损及边界磨损,由于高速切削过程比较复杂,多种磨损形态可能同时出现,高温合金是一种难加工材料,在切削过程中,刀具前刀面与切屑、主后刀面与加工表面发生剧烈的摩擦,产生很高的接触压力和温度,在刀具的前、主后刀面及边界都会产生磨损,同时,高温合金材料的塑性好,切削时已加工表面回弹大,副后刀面与工件已加工表面的实际接触面积会有较大增加,从而导致刀具的副后刀面磨损可能比主后刀面磨损更为严重,采用涂层硬质刀具切削高温合金时前刀面、主后刀面和副后刀面的磨损形貌可通过超景深显微镜观察来实现,涂层硬质合金刀具磨损是各种原因相互作用相互影响的结果,涂层硬质合金刀具磨损是各种原因相互作用相互影响的结果,主要的磨损机理有:粘结磨损、磨粒磨损、氧化磨损、扩散磨损和相变磨损。
5.根据权利要求1所述的一种高速切削定向凝固铸造镍基高温合金DZ4刀具磨损预测方法,其特征在于:所述切削刀具磨损模型的建立结合刀具-切屑、刀具-工件接触面摩擦特性在高温、强应力场作用下的变化规律及内在机理,结合高速切削状态下摩擦界面多因素相互作用的摩擦系数变化规律,可得出综合性磨损率计算模型:
W=Wr(L,σa)+Wa(t,T)+Wd(t,T)+Wo(t,T)+Wp(t,T)
根据权利要求5所述的一种高速切削定向凝固铸造镍基高温合金DZ4刀具磨损预测方法,其特征在于:式中:W为总磨损量;Wr为磨粒磨损量;Wa为粘结磨损量;Wd为扩散磨损量;Wo为氧化磨损量;Wp为相变磨损量,L为切削距离;σa为施加应力;t为切削时间;T为切削区温度。
方法
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