Influences of Cutting Fluid Conditions and Cutting Parameters on Surface Integrity of Inconel-718 under Dry and High Pressure Coolant (HPC)Machining

作     者：Aziz Ul Hassan Mohsan 

作者单位：山东大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘战强

授予年度：2018年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：Inconel-718 high pressure coolant surface integrity cutting fluids Taguchi 

摘      要：面向高性能产品和极端服役条件的新材料研发是目前的研究趋势,但将新材料加工成满足技术要求的零部件是研究和工程技术人员面临的难题。干式加工因具有可持续发展且满足表面完整性而成为一种新切削技术趋势。在加工过程中,采用冷却液是一种常用的冷却方法,除了采用普通的冷却液以外,其它冷却技术如低温冷却、微量润滑(MQL)、高压冷却(HPC)和复合冷却也相继应用于实际加工中。由于微量润滑和低温冷却在实际加工过程中很难进行精确控制。因此,它们在实际切削加工过程中难以得到广泛应用,这驱使研究人员开发继续简便可行的冷却方式。零件加工表面完整性和加工过程中的冷却方式对机械部件的服役寿命起着重要作用。航空航天涡轮发动机材料如镍基高温合金Inconel-718 因其具有较高的耐磨性,良好的高温蠕变强度以及高温耐腐蚀性而得到广泛应用。表面完整性可以通过表面纹理或表面粗糙度、金相层的形成和残余应力等来进行表征。本文首先对高压冷却条件下获得的零件加工表面的表面粗糙度、亚表面损伤及残余应力等研究现状进行综述。。然后,在无切削液和高压冷却条件下分别进行了加工试验,以揭示工艺参数对表面完整性的影响。采用正交车削方式分别在无切削液和高压冷却条件下对难加工材料Inconel 718进行切削加工试验,测试了切削力、显微硬度、加工表面轮廓和表面形貌,阐述了加工参数和冷却条件对表面完整性的影响规律。研究结果表明,在切削速度140m/min和冷却液压力150-200bar的条件下可获得良好的加工表面完整性。切削过程中采用高压冷却时可以减少表面缺陷的形成、改善表面完整性并提高加工效率。在较高的切削速度和最佳的冷却液压力下,切削力降低,表面显微硬度和加工影响区的影响深度减小。考虑冷却液喷射方向(前刀面、后刀面和前后刀面)和冷却压力的表面粗糙度优化试验结果表明:在前、后刀面同时喷射冷却液、冷却液压力为200bar、切削速度为140m/min时可以获得最小加工表面粗糙度。