GH4169高温合金钻削力的试验研究
仵珍稷，姜增辉，鲁康平，孙晋亮
（沈阳理工大学机械工程学院，辽宁沈阳110159）
来稿日期：2018-03-24
基金项目：国家科技重大专项资助（2012ZX04003-061）作者简介：仵珍稷，（1992-），女，山东人，硕士研究生，主要研究方向：高速切削及数控装备技术；
姜增辉，（1971-），男，辽宁人，博士研究生，教授，主要研究方向：高速切削及数控装备技术
1 引言
高温合金GH4169具有良好的高温强度和抗热腐蚀性能，广泛地应用于航空航天、核能、石油化工等各个领域[1-3]。同时，它又是一种典型的难加工材料，切削过程中加工硬化严重、热传导率较低、切削力大，致使其加工效率较低，加工成本较高，且在孔的加工中尤为突出[4-7]。GH4169钻孔加工中钻削力较大，合理的选择钻削参数可对钻削力进行有效地控制，使钻孔过程更加平稳，改善孔的加工质量，并提高钻头的使用寿命。
近年来许多学者对高温合金的钻削进行了研究。文献[8]通过对GH4169的高速车削与铣削试验，研究了高速切削GH4169时，切削用量对切削力、切削温度、表面质量（粗糙度、加工硬化、残余应力）的影响规律与特点；文献[9]对三种典型难加工材料的钻削力进行了理论和试验对比研究，还用有限元方法对钻削力进行
了研究，得钻削GH4169的轴向力和扭矩最大；文献[10]为了能够预测钻削加工中的轴向力和扭矩利用Eulerian 建立了有限元模型；文献[11]使用M42高性能高速钢非涂层麻花钻对NiCr20TiAl 变形高温合金进行了钻削加工试验研究，对切削加工过程中刀具的寿命、切屑形态和刀具失效机理进行了研究，得出最优钻削参数。
通过对高温合金GH4169的钻削实验，分析了钻削用量对钻削轴向力和扭矩的影响，为高温合金钻削加工参数的选择提供了参考依据。
2 钻削实验设备
2.1 试验机床
钻削试验所使用的加工设备是TH5650型立式铣镗加工中心，如图1所示。行程（850×500×630），工作台面尺寸（1000×500），主轴转速（50~6000）r/min ，主轴电动机功率11kW 。
摘要：GH4169是常用的高温合金之一，钻削加工较为困难。为了深入研究GH4169钻削加工过程中的钻削轴向力和扭矩的变化特性，通过设计正交试验的方法，研究了钻削GH4169高温合金时主要钻削参数对钻削力的影响，并利用正交试验的极差分析法确定各切削参数对钻削轴向力和扭矩影响的主次因素顺序，最后利用Matlab 软件多元线性回归分析进行公式修正。结果表明：钻削轴向力和扭矩随刀具转速的增加而减小，随每转进给量和直径的增加而增加，而直径的增加对轴向力和扭矩的影响比进给量大。关键词：钻削；GH4169高温合金；轴向力；扭矩中图分类号：TH16；TG506
文献标识码：A
文章编号：1001-3997（2018）08-0106-03
Experimental Study on Cutting Force During Drilling GH4169Superalloy
WU Zhen-ji ，JIANG Zeng-hui ，LU Kang-ping ，SUN Jin-liang
（School of Mechanical Engineering ，Shenyang Ligong University ，Liaoning Shenyang 110159，China ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：GH4169is one of the most commonly used superalloys ，and it is more difficult to drilling.In order to further investigate the variation characteristics of axial force and torque during drilling of GH4169processing ，the method of orthogonal test was used in it to study the impact of main parameterson the drilling force in the process of drilling superalloys and by using range analysis of orthogonal experiment method to determine the cutting parameters on drilling axial force and torque of the main factors of the order ，finally ，using the Matlab software to analyze the multiple linear regression analysis to modify the formula.The results showed that the drillingaxial forceand torque would decrease with the increaseof the tool revolving speed ，increasing with the increment of the feed per revolution and the drill diameter ，but theeffect of increment of the diameterto axial fore and torque is larger than to feed.
Key Woｒdｓ：Dｒilling ；GH4169Supeｒａlloy ；Ａxiａl Foｒｃe ；Toｒque
Machinery Design ＆Manufacture
机械设计与制造
第8期2018年8月
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万方数据