隨著我國航空航天等技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，各種超耐熱、耐磨損、耐腐蝕合金等難切削材料的精密制造需求日益突出。高溫合金如 GH4169 及鈦合金作為航空航天領(lǐng)域關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料，其加工過程面臨切削溫度高、刀具磨損快、表面質(zhì)量控制難等共性問題。GH4169 鎳基高溫合金和鈦合金均屬于典型難加工材料。工程實踐表明，零部件疲勞破壞多起源于表面或近表面區(qū)域，加工表面完整性已成為評價制造質(zhì)量的核心指標。

這種技術(shù)優(yōu)勢為解決陶瓷刀具加工鎳基高溫合金時的磨損率高、壽命短等問題提供了新的技術(shù)途徑，具有重要的理論研究價值和工程應(yīng)用前景。

以鈦合金、高溫合金為代表的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料，因其高強度、高硬度及優(yōu)良的耐高溫性能，在航空航天、能源裝備等領(lǐng)域不可或缺，但其加工過程中普遍存在切削力大、刀具磨損快、表面質(zhì)量難以控制等問題，傳統(tǒng)試錯法已無法滿足現(xiàn)代制造對效率與精度的雙重需求。 有限元仿真技術(shù)作為連接理論分析與實際生產(chǎn)的橋梁，通過建立材料本構(gòu)模型、刀具-工件接觸模型及熱力耦合模型，能夠在虛擬環(huán)境中精確模擬切削過程的動態(tài)行為。

本研究針對Inconel 718高溫合金加工難度大的問題，采用火焰加熱輔助車削方法，通過實驗與DEFORM數(shù)值模擬結(jié)合，探究切削參數(shù)對切削力及比切削能的影響機制。

以航空航天領(lǐng)域為例，第三代鎳基粉末高溫合金 FGH97 因在 650℃—750℃ 高溫下仍保持優(yōu)異的持久強度和蠕變性能，成為渦輪發(fā)動機葉片、燃燒室等核心部件的首選材料；而微電子封裝領(lǐng)域中，氮化鋁（AlN）高溫共燒陶瓷（HTCC）基板憑借 170—230 W/(m·K) 的高導(dǎo)熱率和優(yōu)異熱穩(wěn)定性，成為高密度封裝的關(guān)鍵載體，其內(nèi)部嵌入的微流道結(jié)構(gòu)可使散熱能力提升 40% 以上并減小封裝厚度。

特別是在加工鈦合金、高溫合金等難加工材料時，連續(xù)切屑容易纏繞刀具和工件，導(dǎo)致切削區(qū)域材料非穩(wěn)定變形、切削力波動，嚴重影響加工質(zhì)量和刀具壽命。斷屑槽作為控制切屑形態(tài)和斷裂的核心結(jié)構(gòu)，其設(shè)計與優(yōu)化一直是切削加工領(lǐng)域的研究熱點。隨著先進制造技術(shù)和計算機仿真技術(shù)的快速發(fā)展，斷屑槽方向的研究呈現(xiàn)出多學(xué)科交叉、多尺度模擬、智能化控制等新趨勢。