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专业： 导师： 姓名： 学号： 目录 预计达到的目标和问题 进度安排 课题来源及研究背景 课题来源 课题来源及研究背景 课题研究的目的和意义 航空发动机是飞机的“心脏”，它是决定飞机性能的主要因素之一，它是一个国家航空科学技术水平和综合技术能力的标志, 甚至是综合国力的象征。 航空发动机的典型零部件图 课题研究来源及研究背景 涡轮盘 盘轴 燃烧套管 高压冷却切削主要是为了应对高温合金的难加工特性，能够有效的移除切削区域温度，从而延长刀具寿命、改善控屑性能、提高生产效率。因此开展高压冷却切削性的研究以及刀具设计是很有必要的。 航空发动机中典型的高温合金零部件 目录 预计达到的目标和问题 进度安排 Pigott，Colwell 最先进行了高压冷却技术的基本研究，并提出高压冷却技术能增加刀具寿命。 Schoenig等人 进行了切削钛合金实验研究，试验采用345MPa的超高压向切削刃处喷射切削液，试验采用未涂层的硬质合金刀具及很高的车削参数，试验研究发现刀具寿命被改善近500%。 Mazurkiewicz等人 进行了用外置喷嘴在280MPa高压下切削钢的试验，通过对比干切削和传统冷却的结果证明了高压冷却切削能减小刀-屑接触面相对滑移引起的摩擦，产生较短的切屑，能适用更高的切削参数以及减小切削力。 Braham-Bouchnak 证明了当应用相对较低的压力但是较高流量加工不锈钢时能得到更好的断屑效果和能够提高生产力。 国内外研究现状 高压冷却切削性能的研究现状 Shet 等人 针对高压冷却液射流切削过程中的切削力进行有限元仿真分析，分析研究发现高压射流能够明显减少切削力，论证了高压冷却液射流切削能够改善切削加工性能。 Courbon 等人 针对高压冷却液射流粗车镍合金718的影响中进行有限元（FE）正交切削建模，并且在压力范围与干切做对比研究，结果表明高压射流能够降低切削力。 Hadzley 建立了高压冷却液切削钛合金加工Ti6Al4V的有限元仿真模型，通过模型模拟了液体和实体结构的相互作用，可以观察通过增加冷却液的压力能够显著降低切削力，从而提高刀具寿命。 高压冷却切削仿真分析研究现状 国内外研究现状 目录 预计达到的目标和问题 进度安排 主要研究内容 对切屑折断、刀具磨损、表面质量的理论研究 单因素对比试验 通过试验验证高压冷却切削性能的影响 高压冷却切削冷却作用研究 高压冷却切削润滑作用研究 Fluent软件仿真 正交实验验证 对上述仿真和试验数据进行优化处理，为刀具开发提供理论基础 高压冷却切削刀具的优化设计 对高压冷却车刀进行强度的校核 对高压冷却专用槽型刀片的设计 本研究依托于重大专项的第五部分，高压冷却刀具的设计 课题研究方案 对高压刀具射流过程（即压力损失、喷射半径等）进行仿真分析 基于上述优化数据开展高压刀具的优化与设计，并对刀具强度进行校核 根据高压切削的特点，对其专用刀片进行设计 课题研究方案 课题进行的场所 本课题采用实验与理论相结合，软硬件相结合进行的方式。场所主要工程训练中心和东安集团进行。 所需仪器、设备 数控车削机床、IBM微机工作站、KISTLER测力仪、基恩士超景深显微系镜、高压冷却切削系统等设备。 课题所需经费来源 “ 高档数控机床与基础制造装备 ” 国家科技重大专项 “航空发动机盘环轴零件国产化成套刀具开发及应用”与“ 国家自然科学基金项目 ” 重点项目 “液氮低温切削钛合金Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr刀具失效界限和加工特性研究 ” 目录 预计达到的目标和问题 进度安排 进度安排 2015.09～2015.12 查阅相关的文献，学习流体力学的相关知识，完成毛细管动力学模型的建立，学习Fluent软件。 2016.01～2016.03 通过理论的学习，完成切削力、切削热仿真和润滑的理论研究。 2016.04～2016.06 理论分析高压冷却切削对切屑折断、刀具磨损、表面质量的影响，进行对比试验 ，验证高压冷却切削的性能。 2016.07～2016.09 采用Fluent软件仿真分析高压冷却切削的主要影响因素喷嘴直径、喷嘴数量、喷嘴角度、喷射压力和喷射流量进行仿真分析，并对其进行切削试验研究，对试验数据进行优化。 2016.10～2017.01 进行高压冷却刀柄和刀片的优化与开发，并撰写毕业论文。 2017.03 论文答辩。 进度安排 目录 预计达到的目标和问题 进度安排 预计达到的目标 预计达到的研究目标 完成硕士论文 提出并验证高压冷却切削的 冷却润滑性能 完成高压冷却切削刀具的优化 与设计，完成两项专利 发表1~2篇小论文 预计出现的问题 预计出现的问题及解决方案 参考文献 参考文献