GH4169合金的铣削过程及刀具磨损下的热力耦合研究

GH4169合金是一种镍基高温合金，具有高屈服强度、高抗拉强度，能够持久的在高温条件下工作。本文首先分析了GH4169合金铣削过程中的相关理论，然后基于AdvantEdge软件对等效二维切削模型进行铣削有限元分析和实际测量，设置不同的加工参数，重点关注铣削过程中铣削力和铣削温度的变化趋势。接下来对不同刀具磨损程度下的铣削过程进行有限元分析和实际测量，研究了刀具磨损情况对于铣削力和铣削温度的影响。研究发现，铣削过程中切削力先上升后下降，铣削工艺强度越高，试件趋于稳定的整体温度越高；随着刀具磨损量继续增大，铣刀实际切削的厚度减小，致使铣削过程中的铣削力及铣削产热量减小，热影响层深变浅。本文得出的结论对今后GH4169合金及其余高温合金的加工和工艺优化具有指导意义。

GH4169 合金是一种镍基高温合金， 前身为Inconel718 合金， 具有良好的机械性能， 能够持久地在高温条件下工作。

随着国内技术的发展， GH4169 合金广泛应用于航空航天领域， 具有良好的稳定性和使用性[1]。

随着切削加工研究的深入，对于铣削力场和温度场的研究，传统的试验与测试结合的方式测试耗时长，采用有限元仿真的方式能够弥补这一不足，通过仿真软件的结果，能够直观反映出这些难以测量参数的分布规律。纪任可[2]等利用球头铣刀对GH4169 高温合金进行铣削加工，并对其加工表面完整性指标进行检测， 分析了其中的残余应力和塑性程度。

姚倡锋[3]等探究在三种强度加工工艺参数下， 切削力、切削温度以及等效应变场等因素的变化趋势。马颖化[4]等模拟了GH4169 铣削加工过程中残余应力对工件表面小裂纹扩展行为的影响。梁永收[5]等采用实验与仿真相结合的研究方法对GH4169 铣削力进行预测，表明铣削深度与每齿进给量的增大都会导致铣削力增大，影响极为显著。王志冰[6]等研究了高温合金GH4169 微细铣削过程有限元仿真，采用正交实验方式研究转速，进给量以及背吃刀量对铣削力的影响规律。

本文首先分析了GH4169 合金铣削过程中的相关理论， 然后基于AdvantEdge 软件对等效二维切削模型进行铣削有限元分析和实际测量，设置不同的加工参数，重点关注铣削过程中铣削力和铣削温度的变化趋势；接下来对不同刀具磨损程度下的铣削过程进行有限元分析和实际测量，研究了刀具磨损情况对于铣削力和铣削温度的影响。