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碳化钨刀具对Inconel718合金的高速切削实验研究
摘要
本文采用碳化钨刀具，通过高速切削实验研究了其对Inconel718合金的加工影响。研究内容包括切削力、表面粗糙度、切屑形态等方面的分析，旨在寻找最佳的碳化钨刀具加工参数，提高对Inconel718合金的切削效率和加工质量。为此，我们进行了一系列的高速切削实验，并对实验结果进行了分析和总结。实验表明，采用合适的刀具半径、切削深度和切削速度可以有效地降低切削力和表面粗糙度，并获得良好的切屑形态。此外，我们还发现碳化钨刀具加工Inconel718合金的最佳刀具材质为WC/Co。以上结论将有助于提高Inconel718合金的切削加工效率和质量，有一定的实用价值。
关键词：碳化钨刀具，Inconel718，高速切削，切削力，表面粗糙度，切屑形态
Abstract
ThispaperstudiestheeffectoftungstencarbidecuttingtoolsonInconel718alloythroughhigh-speedcuttingexperiments.Thestudyincludesanalysisofcuttingforces,surfaceroughness,chipmorphology,andotheraspects,aimingtofindtheoptimalcuttingparametersfortungstencarbidecuttingtoolstoimprovethecuttingefficiencyandqualityofInconel718alloy.Aseriesofhigh-speedcuttingexperimentswerecarriedoutandtheresultswereanalyzedandsummarized.Theexperimentsshowedthatwithanappropriatetoolradius,cuttingdepth,andcuttingspeed,thecuttingforceandsurfaceroughnesscanbeeffectivelyreduced,andagoodchipmorphologycanbeobtained.Inaddition,wefoundthattheoptimaltoolmaterialforcuttingInconel718alloyisWC/Co.ThesefindingswillhelpimprovethecuttingefficiencyandqualityofInconel718alloy,andhavepracticalvalue.
Keywords:tungstencarbidecuttingtools,Inconel718,high-speedcutting,cuttingforce,surfaceroughness,chipmorphology
正文
一、研究背景和意义
Inconel718合金是一种重要的高温合金，在航空、航天、核能、化工等领域有广泛的应用。它的优良性能包括高强度、高韧性、高耐蚀性、高温稳定性等，但其加工难度也相应增加，尤其是对切削工艺的要求更高。因此，如何提高Inconel718合金的切削加工效率和质量是一个具有挑战性的问题。碳化钨刀具是一种常用的切削工具，因其硬度高、耐磨性好、热稳定性强等优点，在航空、汽车等领域有广泛的应用。因此，研究碳化钨刀具对Inconel718合金的加工效果，对提高其加工效率和质量具有重要的意义。
二、实验方法
1.试样制备
本实验采用Inconel718合金作为试样材料，试样尺寸为30mm×30mm×10mm。在试样上切割出一定厚度和长度的块，用作高速切削实验的试件。
2.高速切削实验
本实验采用硬质合金材质的碳化钨刀具，在高速数控车床上进行高速切削实验。实验采用全因素试验设计，以切削速度、切削深度、刀具半径为因素，分别选取不同的切削参数进行切削实验。实验中选取合适的切削液对试样进行冷却和润滑。
3.实验参数分析
通过计算、测量、观察等手段，分析实验参数对切削力、表面粗糙度、切屑形态等方面的影响，得出最佳的碳化钨刀具加工参数。
三、实验结果和分析
1.切削力
图1给出了不同切削参数下的切削力曲线。从图中可以看出，随着切削速度的增加，切削力也随之增加；随着切削深度和刀具半径的增加，切削力也呈现增加趋势。切削力是影响切削加工效率和质量的重要因素，因此在实际加工中应根据具体情况选择合适的切削参数。
2.表面粗糙度
图2给出了不同切削参数下的试样表面粗糙度。从图中可以看出，随着切削速度、切削深度和刀具半径的增加，试样表面粗糙度呈现增加趋势。合理选择切削参数可以显著降低试样表面粗糙度，提高试样的表面质量。
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