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1、专业：专业：导师：导师：姓名：姓名：学号：学号： 目录4 课题来源和研究背景1国内外研究现状2主要研究内容与研究方案35 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

2、发动机中典型的高温合金零部件 目录4 课题来源和研究背景1国内外研究现状2主要研究内容与研究方案35 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

3、切削参数以及减小切削力。B r a h a m -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高压冷却冷却切削切削性能性能的研的研究现究现状状 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

4、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。高压高压冷却冷却切削切削仿真仿真分析分析研究研究现状现状国内外研究现状 目录4 课题来源和研究背景1国内外研究现状2主要研究内容与研究方案35 预计达到的目标和问题进度安排主要研究内容1高压冷却切削冷却润滑作用研究2高压冷却切削的切削性能的研究3高压冷却切削射流参数优化研究u对切屑折断、刀具磨损、表面质量的理论研究u单因素对比试验u通过试验验证高压冷却切削性能的影响u高压冷却切削冷却作用研究u高压冷却切削润滑作用研究uFluent软件仿真u正交实验验证u对上述仿真和试验数据进行优

5、化处理，为刀具开发提供理论基础4高压冷却切削刀具的优化与设计u高压冷却切削刀具的优化设计u对高压冷却车刀进行强度的校核u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冷却润滑作用研究切削性能研究射流参数优化研究刀具优化与开发u 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u 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u 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

6、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4 课题来源和研究背景1国内外研究现状2主要研究内容与研究方案35 预计达到的目标和问题进度安排进度安排2015.092015.12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。2016.012016.03 通过理论的学习，完成切削

7、力、切削热仿真和润滑的理论研究。2016.042016.06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。2016.072016.09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。2016.102017.01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4 课题来源和研究背景1国内外研究现状2主要研究内容及研究方案35 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12篇小论文进行高压冷却切削时，切削温度的测量存在一定的难度，可以采用热电偶方法，通过观察电流的变化来反应切削温度的变化，同时对对流换热系数和导热系数进行仿真，以更好的得到更准确的切削温度的变化。高压冷却切削下的冷却润滑方面针对毛细管的理论的研究比较困难，由于毛细管的存在时