高压CO_(2)冷却切削高温合金GH4169的切削特性研究

以高压CO_(2)为冷源和切削液载体的冷却润滑加工技术,能有效改善难加工材料加工质量并具有环保优势,其工艺有待深入开发。结合CO_(2)热力学状态、流体运动方程以及传热模型,建立了各冷却加工参数之间的联系。基于有限元对高压CO_(2)冷却切削GH4169的过程进行计算与分析,考察各工艺参数对切削性能的影响。结果表明,相比干切和浇注式切削,CO_(2)介入后能明显改善切削力、切削温度以及表面残余应力。提高CO_(2)喷射压力可以降低切削力与温度,喷射角度和喷嘴半径对切削力和温度呈现非单调性变化,在一定范围内存在最佳值。适当增大喷射压力可促进切屑断屑。

难加工材料高压CO_(2)冷却加工工艺及装置设计

将高压CO 2与切削加工相结合,能显著改善难加工材料加工性能,是类新兴的绿色加工技术,其工艺装备亟待开发。基于TRIZ理论,使用物质-场分析、冲突理论,裁减、效应等工具,并结合资源分析、小人法与金鱼法,从高压CO_(2)冷却润滑工艺开发与装置设计角度出发,形成了高压分级利用、自冷缓冲罐工艺与装置、内冷车刀、切削力调控等解决方案。总体上提升了冷却润滑效能,并减少能耗与成本。经综合评估形成解决方案,整合并形成多项专利。该研究对CO 2冷却加工技术开发、实施,以及机械装置的创新设计和优化具有一定的参考意义。