1. 本选题研究的目的及意义
GH4169高温合金作为一种镍基沉淀硬化型变形高温合金，具有优异的高温强度、抗氧化性能和良好的加工性能，被广泛应用于航空发动机、燃气轮机等高温高压部件制造。
矩形截面环件是航空发动机中的关键零件之一，其加工精度和表面质量直接影响发动机的性能和寿命。
马架扩孔是加工矩形截面环件的一种高效、高精度的工艺方法，但GH4169合金材料的高强度、高硬度以及矩形截面环件的复杂几何形状，使得马架扩孔过程容易出现切削力过大、刀具磨损严重、加工表面质量差等问题，从而影响环件的加工质量和生产效率。
2. 本选题国内外研究状况综述
GH4169合金以及其他难加工材料的加工技术一直是国内外学者研究的热点。
近年来，随着航空航天等领域对高性能零件需求的不断增加，对GH4169合金加工技术的研究也更加深入。
##国内研究现状国内学者在GH4169合金切削加工领域取得了一定的研究成果，主要集中在切削力模型、刀具磨损机理、工艺参数优化等方面。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题研究的主要内容包括以下几个方面：
1.GH4169合金材料性能分析：分析GH4169合金的化学成分、物理性能和力学性能，特别是高温力学性能、抗氧化性能和切削加工性能；研究GH4169合金的加工硬化行为，分析其对切削力的影响规律。
2.矩形截面环件马架扩孔工艺分析：分析矩形截面环件的结构特点和加工难点，阐述马架扩孔工艺的优势和局限性；研究马架扩孔工艺流程，分析各关键工序对加工质量的影响因素；分析刀具几何参数（如主偏角、副偏角、刀尖圆弧半径等）对切削力、切削温度和加工表面质量的影响规律；分析切削参数（如切削速度、进给量、背吃刀量等）对切削力、切削温度和加工表面质量的影响规律。
3.有限元仿真模型建立与验证：选择合适的有限元仿真软件和材料模型，建立GH4169矩形截面环件马架扩孔的有限元仿真模型；确定仿真模型的边界条件和初始条件，设置合理的仿真参数；进行马架扩孔过程的有限元仿真分析，获得切削力、切削温度和刀具磨损等关键参数的仿真结果；设计马架扩孔加工实验，测量实际加工过程中的切削力、切削温度等参数；对比仿真结果和实验结果，验证有限元仿真模型的可靠性和准确性。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的方法，逐步开展GH4169矩形截面环件马架扩孔工艺优化研究。
具体研究步骤如下：
1.文献调研：查阅国内外相关文献，了解GH4169合金的性能特点、马架扩孔工艺现状、刀具材料和几何参数、切削参数优化方法等方面的研究进展，为本研究提供理论基础和技术参考。
2.材料性能分析：通过查阅相关手册和标准，以及进行力学性能测试，分析GH4169合金的化学成分、物理性能和力学性能，特别是高温力学性能、抗氧化性能和切削加工性能。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.针对GH4169矩形截面环件马架扩孔这一特定问题，建立了考虑材料加工硬化行为的有限元仿真模型，并通过实验验证了模型的可靠性，为该类零件的加工仿真分析提供了参考。
2.基于有限元仿真和实验数据，结合响应面法和多目标优化算法，对马架扩孔的工艺参数进行了优化，获得了最佳的工艺参数组合，可有效提高加工效率和加工质量。
3.针对马架扩孔刀具易磨损的问题，分析了刀具磨损机理，并基于有限元分析对刀具结构进行了优化设计，提高了刀具的刚度、强度和排屑性能，延长了刀具使用寿命。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
[1] 王永超, 张晓辉, 冯志华, 等. GH4169高温合金环形件车削加工变形预测与控制[J]. 中国机械工程, 2022, 33(18): 2209-2216.
[2] 刘波, 王西彬, 田丰, 等. GH4169高温合金的变形机制及微观组织演变[J]. 材料工程, 2021, 49(7): 1-10.
[3] 孙志超, 肖俊, 陈光, 等. GH4169高温合金铣削加工形貌和表面完整性[J]. 航空材料学报, 2020, 40(4): 74-82.
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