54、低温处理刀具性能评估及Haynes 25高温合金车削有限元模拟

低温处理刀具性能评估及Haynes 25高温合金车削有限元模拟

在金属加工领域，刀具性能和加工参数的优化一直是研究的重点。本文将探讨低温处理刀具在车削Inconel 718合金时的性能评估，以及使用有限元模拟方法研究Haynes 25高温合金车削过程中加工参数对切削力和推力的影响。

1. Inconel 718合金车削实验

1.1 加工条件

本次实验采用三种加工条件：
- DRY - CT：干切削搭配低温处理刀片。
- MQL - CT：微量润滑（MQL）搭配低温处理刀片。使用DROPCO公司的MQL喷涂系统，以4巴的压力和80毫升/小时的流量喷射BioCut 3600冷却液。
- LN2 - MQL - CT：微量润滑和液氮（低温剂）搭配低温处理刀片。在MQL的基础上，液氮以1升/小时的速率通过真空绝热管道输送。

未涂层的硬质合金刀具采用 - 196°C的深冷处理循环，处理速率为0.5°C/分钟，这种处理有助于提高刀具的耐磨性。

1.2 实验方案

实验在CNC车床上进行，使用了多种测量设备：
- 压电式测力计：测量切削力。
- 加速度计：测量刀具振动。
- National Instrument的DAQ 9178：采集测力计和加速度计的输出信号。
- 便携式表面粗糙度测试仪：测量工件表面粗糙度。
- USB显微镜：测量刀具刀尖处的后刀面磨损。
- 数字温度计（Mextech IR 1800带热电偶）：测量切削温度。

使用MINITAB 17软件中的响应面方法（RSM）的中心复合设计（CCD），对切削速度