高壓冷卻下切削GH4169切屑形態(tài)影響因素研究*

王維鑫，吳明陽，李寶偉，王新宇，程耀楠

（哈爾濱理工大學機械動力工程學院，哈爾濱 150080）

高溫合金廣泛應用于航空航天的發(fā)動機中，工作時溫度最高可達到1200℃，工作狀況十分復雜，對材料的性能要求十分苛刻，而高溫合金GH4169 具有良好的高溫強度、良好的抗氧化、抗腐蝕、抗蠕變和抗疲勞性能以及長期的組織穩(wěn)定性，因此高溫合金GH4169作為渦輪發(fā)動機的熱端部件和航空發(fā)動機的高溫部件的首選材料[1]。高溫合金是典型的難加工材料，陶瓷刀具和涂層硬質合金刀具加工時加工硬化嚴重，切屑不易折斷[2]，聚晶立方氮化硼刀具（Polycrystalline Cubic Boron Nitride，PCBN）在切削難加工材料方面具有優(yōu)越的性能，但也存在一些弊端，由于PCBN 特殊的刀具結構，無斷屑槽，因此自然卷曲折斷為切屑的主要折斷方式，容易形成帶狀切屑而不易折斷，并且高溫合金材料導熱性差，在車削過程中，刀–屑接觸區(qū)溫度高，引起材料軟化，斷屑效果不明顯且切屑形態(tài)不規(guī)則，影響加工材料的表面質量與加工安全。

目前，針對難加工材料切削加工方面的問題，很多學者對切屑形態(tài)進行了大量的研究。Bermingham等[3]采用硬質合金刀具車削Ti–6Al–4V 鈦合金發(fā)現(xiàn)低溫冷卻劑與干切削相比，切屑長度更長，切屑卷曲半徑更小。Pawade 等[4]通過PCBN 刀具高速切削Inconel718 試驗，分析出切削速度影響切削厚度比，切削厚度比控制切屑形態(tài)，進給量影響切屑向周圍散熱的能力，進而控制切屑形態(tài)。Zhu 等[5]通過端銑鈦合金試驗，得出刀具磨損擴大了切削振動，導致刀具與切屑的摩擦力增大，切屑的變形程度增大，同樣切屑變形也促進切削振動。……