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镍基高温合金GH4169是航空航天各种发动机的重要结构材料,其切削力大,切削温度高,刀具易磨损,加工硬化倾向大,相对加工性Kv仅为0.2左右,为很难加工材料。为实现其高效切削,除刀具方面外,选择合理的冷却润滑方案也是需要解决的问题。传统的乳化液冷却润滑效果好但成本和污染问题突出,迫切需要一种适合的即污染少又经济的冷却润滑技术。绿色切削喷雾射流是很好的一种选择,它是近些年发展起来的一种绿色冷却润滑技术,具有无污染、勿回收及廉价等优点。因此,本文针对喷雾射流技术对GH4169切削加工的可行性做了深入的研究。 文中开展的主要研究工作如下: (1)首先设计切削试验系统,并对雾化性能参数、喷射流速度分布、射流对前刀面的应力分布进行了理论研究,为切削试验打下了理论和实践基础。 (2)在车削试验中采用单因素法对GH4169进行干切、乳化液和喷雾射流的切削加工,分析了切削力和刀具磨损。研究表明:相比于干切,喷雾射流加工可以减小切削力,减少刀具磨损,提高加工表面质量。相比于传统的湿式切削,喷雾射流加工在节约切削液,保护环境实现绿色切削方面有很大的优势。 (3)在钻削研究中,分别采用普通高速钢钻头、含钴高速钢钻头和硬质合金钻头,在干式、乳化液以及喷雾射流三种冷却润滑条件下,进行了钻孔试验。通过光学显微镜对钻头切削刃进行分析,研究了钻头的磨损情况,研究表明:干切不适合镍基高温合金的钻孔,乳化液钻削效率最好,刀具磨损较小,而在喷雾射流,钻削效果有所提高,证明了喷雾射流钻削加工的可行性。 本文研究表明:通过选择合理的工艺参数,喷雾射流技术可应用于GH4169这类难加工材料的加工中,实现绿色切削加工,研究工作丰富了绿色切削加工,对工程应用具有一定的指导和运用价值。