颗粒增强钛基复材缓进深切磨削加工研究

颗粒增强钛基复合材料(PTMCs)属于典型的难加工材料,在航空航天领域具有广阔应用前景.本文开展了PTMCs材料的缓进深切磨削研究,揭示了磨削用量和磨削方式(顺磨与逆磨)对磨削力与磨削温度的影响规律,同时利用有限元法分析了磨削温度场特征和材料去除机理.研究发现,缓进深切磨削PTMCs时,磨削力随工件进给速度和切深增加而增加,顺磨时的磨削力比逆磨大10％～20％,而顺磨的磨削温度要比逆磨约低10％.由于逆磨和顺磨工件的温度分布不同,当切深大于0.6mm、工件进给速度大于400mm/min时,顺磨比逆磨更易发生烧伤.在此基础上,提出了顺磨与逆磨条件下磨削温度场仿真计算的不同热源模型与边界条件,分别获得了两种磨削方式的温度分布特征,有限元仿真结果与试验结果相符.颗粒增强钛基复材磨削表面典型加工缺陷是表面涂覆和硬脆增强相破碎和拔出导致的孔洞,单颗磨粒切厚对硬脆增强相的去除行为有显著的影响.     

超高强度钢CSS-42L磨削力与比能研究

通过TG砂轮缓进深切磨削超高强度钢CSS-42L试验,研究了砂轮线速度、工件进给速度、磨削深度等磨削参数对磨削力、力比和磨削比能的影响规律。试验表明:切深、工件进给速度对TG砂轮缓进深切磨削CSS-42L磨削力影响十分显著,砂轮线速度的影响相对较小;增大砂轮线速度,磨削力比减小,增大工件进给速度和切深,磨削力比增大。磨削比能es随着当量磨削厚度aeq的增大而减小,当aeq0.06μm时,磨削比能的下降趋势明显;当aeq0.06μm时,随当量磨削厚度增大,磨削比能下降趋势越来越平缓。试验条件范围内,TG砂轮缓进深切磨削CSS-42L钢时最小比能为70J/mm3。     

DD5镍基单晶高温合金缓进磨削力和温度实验研究

涡轮叶片榫齿缓进磨削过程热力载荷效应对成型表面质量具有重要影响。基于实验研究磨削参数对DD5 单晶高温合金磨削力和温度的影响规律,分析缓进磨削力和温度形成机理,构建 DD5 缓进磨削力、温度与磨削工艺参数的映射模型并进行验证。结果表明：DD5 缓进磨削深度对磨削力和磨削温度的影响最为显著,砂轮线速度次之,工件进给速度对其影响最小;随着砂轮线速度的增大,磨削力降低、磨削温度升高;随着工件进给速度和磨削深度的增大,磨削力和磨削温度均呈升高趋势;满足材料去除速率的前提下提高工件进给速度并降低磨削深度,可以避免 DD5 磨削表面出现较大的磨削热力耦合影响层。     

钎焊CBN砂轮缓磨镍基铸造高温合金的磨削加工性与表面完整性(英文)

缓进给磨削工艺适合于成型磨削,尤其在复杂型面构件的高效精密磨削中具有广阔应用前景。本文采用钎焊CBN砂轮进行了镍基铸造高温合金K424的缓磨试验,重点研究了工艺参数(砂轮线速度、工件进给速度、切深)对磨削加工性与表面完整性的影响,包括磨削力与磨削温度、磨削比能、尺寸稳定性、加工表面形貌、亚表面层的显微硬度与金相组织变化、残余应力。结果显示,尽管K424合金的磨削比能高达200-300J/mm3,但在钎焊CBN砂轮缓进给磨削K424合金过程中,磨削温度仅约为100℃。采用砂轮线速度22.5m/s、工件进给速度0.1m/min,以及切深0.2mm的工艺参数加工出满足尺寸精度要求的直槽。磨削表面未发现磨削烧伤与显微裂纹,并且呈压应力状态。     

平面磨削钛合金时磨削力和磨削温度的试验研究

磨削力和磨削温度是磨削过程的两个重要物理量,影响着被加工零件的精度和表面质量.我们按照正交试验法选择砂轮速度、工件速度、磨削深度为试验因素,进行钛合金磨削试验,建立了磨削力和磨削温度经验公式.并且分析了磨削力和磨削温度随磨制过程所表现出来的规律.     

缓进磨削技术与设备

本成果解决了涡轮工作叶片榫齿加工的关键 ,经试验研究 ,掌握了缓进磨削工艺特点、缓进磨床的制造及配套技术。缓进磨削工艺是用大吃刀缓进给的方式磨削难加工材料和复杂型面 ,吃刀深度 5ｍｍ～ 10ｍｍ。有的采用连续修正技术 ,进给速度由 2 5ｍｍ/ｍｉｎ～ 30 0ｍｍ/ｍｉｎ ,提高到 10 0ｍｍ/ｍｉｎ～ 12 0 0ｍｍ/ｍｉｎ ,而且减少了磨削抗力和提高了磨削精度。切削过程采用强冷却 ,冷却压力 0 .2 9ＭＰａ ,冲洗压力 0 .784ＭＰａ。磨削效率超过国外同类机床水平的 5 0 % ,价格仅为进口机床的三分之一 ,操作简单。现开发成功三种缓进磨床 :…     

缓进磨削的发展及研究——介绍缓进磨削技术之一

本文从缓进磨削机理研究入手,简要阐述了缓进磨削技术的发展.具体分析了缓进磨削的几何运动学和磨损动力学,导出了磨损量理论公式△γ=(C_1+C_2Vw)∑L;并指出磨削比能是衡量磨削性能的重要物理量,它随金属生除体积的增加而增加;同时,还研究了磨削烧伤及其控制,合理选用冷却液、砂轮修整技术和磨削工艺参数等.     

超声磨削陶瓷材料磨削力研究

以磨削力为研究对象,从宏观力学角度进行理论分析,并通过超声磨削实验研究磨削力在不同参数下的变化情况.实验表明:在一定条件下,超声磨削下的磨削力随超声频率、砂轮速度的增加而减小;随磨削深度、工作台速度的增加而增加,实验结果与理论分析有较好的一致性.     

钛合金砂带磨削磨粒磨损研究

探讨了砂带磨削钛合金的砂带磨粒磨损过程及磨损机理.验证了砂带磨损的初期磨损阶段和定常磨损阶段,并分析了切深和进给速度对砂带磨损过程的影响规律.结果表明,砂带等高性是决定砂带寿命与加工精度稳定性的决定性因素.     

非圆等距型面轮廓X-C轴联动高速磨削试验北大核心CSCD

针对非圆等距型面轮廓磨削加工存在表面质量差的问题,建立基于恒磨除率X-C轴联动磨削理论模型。选用陶瓷CBN砂轮进行三弧段非圆等距型面轮廓的高速磨削正交试验,探究砂轮线速度、工件速度和磨削深度对磨削比能、切向磨削力、磨削温度、表面粗糙度的影响规律。分析表明,砂轮线速度对切向磨削力、表面形貌的影响最大,磨削深度对磨削比能、磨削温度、表面粗糙度的影响最大。进行表面形貌观测未探测到明显的磨削烧伤区域,证明恒磨除率X-C轴联动磨削方式可用于非圆等距型面轮廓磨削加工。     

TC4钛合金缓进磨削试验研究

本文在缓进磨削条件下,用氧化铝和碳化硅砂轮,对TC4钛合金进行磨削试验,并用正交试验方法,根据正常磨削长度、工件表面光洁度、磨削比和比磨削能,综合选出了最佳工艺条件,导出了经验公式。试验论证了缓进磨削是磨削钛合金的有效方法和目前达到的最好水平。     

缓进磨削的残余应力及冷作硬化——介绍缓进磨削技术之四

现代机器对零件的使用性能提出了越来越高的要求,特别是航空产品,由于所受之应力、温度以及作战环境等条件越来越苛刻,因而对零件的可靠性,特别是使用性能要求更高.多次的故障分析表明,零件的疲劳断裂总是从零件表面开始的.所以零件加工后的表面完整性在很大程度上决定了它的使用性能,诸如耐磨性、耐蚀性以及疲劳强度等.在表面完整性的各项指标中,残余应力与冷作硬化占有重要的位置.缓进磨削作为一种新的磨削方法,目前刚刚进入实用阶段,国内外学者对这种加工方法加工后零件的表面完整性几乎无人问津,多半是研究这种加工方法的机理.为了进一步推广这种加工方法,作者根据近几年来在这方面断断续续做的或参加的试验,将结果予以整理、分析,写成此文,以便与缓进磨削方面的专家共同探讨.     

缓速进给磨削的烧伤问题

本文讨论缓速进给磨削镍铝尼克合金,罗尔斯·罗也斯,规格C1023时,工件处于正常磨削和极限磨削情况下的温度和热量分配的问题;在正常情况下,测得工件的最高温度为100℃～120℃。叙述了预断工件温度分布的有限元素模型,并用实验加以验证;该模型需要由实验确定一个常数;叙述了在极限情况的“热潮”,其特点不仅在于工件温度由正常情况下典型的120℃突然升高到一次“热潮”时的1000℃数量级,而且在于磨削力的变化,特别是磨削力比率的变化。据论证:“热潮”时温度突然上升,只能解释为磨削区域内冷却液薄膜沸腾的跃迁。在正常情况下,发现磨轮将不到3％的消耗功率传给了工件,而在“热潮”时,该百分比估计要增加到约60％。     

切向超声辅助氧化锆陶瓷镜面磨削试验研究

氧化锆陶瓷具有高脆性、低断裂韧性等特点,精密加工难度大,一直限制着其应用.针对这一难题,提出了切向超声辅助镜面磨削的精密加工方法,研究了超声振幅对工件表面粗糙度、磨削力和磨削温度的影响,以及有/无超声作用下砂轮的磨损状况等基础加工特性.结果表明,切向超声辅助磨削可以实现氧化锆陶瓷镜面加工,在振幅Ap–p=4.66μm时...     

基于不同磨粒的氮化硅陶瓷磨削特性研究

采用多颗磨粒磨削仿真和实验相结合的方式研究磨削过程的磨削力、磨削温度和已加表面形貌。对比分析了多颗磨粒和传统单颗磨粒磨削模型在磨削特性上的差异性,并对多颗磨粒磨削仿真模型进行了验证。结果表明：当磨削速度减小、磨削深度增大时,多颗/单颗磨粒仿真与实验的磨削力均增大;当磨削速度和磨削深度增大,多颗/单颗磨粒仿真与实验的磨削温度均增大;当进给速度增大时,单颗磨粒仿真的磨削力减小、磨削温度先减小后增大,多颗磨粒仿真和实验的磨削力增大、磨削温度减小;多颗磨粒磨削时的磨削力和磨削温度大于单颗磨粒磨削时的力和温度;多颗磨粒仿真后工件表面形貌与实际加工后表面形貌相符。基于多颗磨粒磨削工程陶瓷的有限元仿真模型相比于单颗磨粒模型可更好的模拟实际加工情况。     

缓进磨削工艺及其设备的研究

缓进磨削是一种高效率加工方法,目前正处于迅速发展时期。本文从工厂的实际情况出发,提供了缓进磨削的工艺参数,介绍了缓进磨削工艺的应用实例及磨床的结构特点。     

缓进给强力磨砂轮特性选择及研制——介绍缓进磨削技术之三

缓进给磨削工艺,是在我国七十年代后期发展起来的新兴高效磨削工艺,目前它加工的材料主要是高温耐热合金等难磨材料.所用砂轮比较特殊,砂轮的选择和制造方法也不同于一般砂轮.为了促进缓进给强力磨削工艺的进一步发展,互相交流经验,现将我厂缓进给强力磨削砂轮的选择及主要特性研制介绍如下.供大家在缓进给磨削实际应用中参考.     

IC10定向凝固高温合金缓进磨削工艺参数优化研究

通过设计正交试验,研究了IC10高温合金在缓进磨削过程中磨削工艺参数及表面粗糙度对疲劳寿命的影响规律,建立了工艺参数对磨削表面粗糙度及疲劳寿命影响的映射关系模型,并以表面粗糙度、疲劳寿命、材料去除率为优化目标进行了IC10高温合金缓进磨削工艺参数多目标优化.研究表明,IC10高温合金磨削工件疲劳寿命随砂轮线速度的增加而...     

超声ELID 复合磨削磨削力模型研究

以ELID 电解原理为基础,结合超声振动辅助磨削过程中单颗磨粒的运动学分析,建立了超声 ELID 复合磨削条件下的磨削力数学解析模型,并对模型进行了分析和仿真。对模型的分析表明:超声振动改 变了磨粒的运动轨迹,使同等条件下的未变形切屑厚度减小,砂轮的在线电解修整使磨粒始终处于锋锐状态, 而且影响砂轮的实际切削深度,进而对磨削力产生影响。磨削力随着超声振动频率、振幅、电解电压、脉冲比、 电解液电阻率的增大而减小;随着切削深度、工件速度的增大而增大。     

颗粒增强钛基复合材料磨削试验与仿真研究

采用单层钎焊CBN砂轮开展了颗粒增强钛基复合材料（PTMCs）磨削试验,对比研究了在磨削TC4钛合金和PTMCs时,磨削用量对磨削力与磨削温度的影响规律,利用有限元仿真研究了PTMCs材料去除演变过程。结果表明,磨削过程中PTMCs的磨削力较TC4增加了15%～30%,磨削温度提高了7%～11%,PTMCs比TC4钛合金更难加工;PTMCs材料去除过程为TC4基体材料的延性去除和Ti C增强颗粒的脆性去除,脆性去除形成了磨削表面孔洞缺陷;当磨削速度从120 m/s降到20 m/s时,磨削表面孔洞缺陷深度由0.8μm增至3.5μm,增加了约3.4倍;提高磨削速度可以降低增强颗粒脆性去除对PTMCs磨削表面孔洞缺陷的影响程度。