钛合金材料超高速磨削湿式温度场的有限元仿真

在磨削工艺实验的基础上,运用有限元方法对钛合金超高速磨削湿式温度场进行了仿真, 分析计算了超高速磨削状态下钛合金磨削区的磨削热分配率.从而得出了钛合金主要磨削参数对湿式磨削温度场的影响趋势.     

TC4钛合金超高速磨削工艺试验研究

采用树脂结合剂金刚石砂轮和陶瓷结合剂CBN砂轮,对TC4钛合金进行了超高速磨削工艺试验,对磨削后砂轮及工件表面形貌进行了观测.研究了砂轮线速度、工作台速度、磨削深度等磨削参数对磨削力、表面粗糙度等的影响情况.结果表明,TC4钛合金在超高速磨削条件下的加工效率和表面品质获得了明显提高.     

TC4钛合金高效深磨磨削机理

针对钛合金磨削加工困难的特点,系统开展了TC4钛合金高效深磨工艺试验.通过对单位面积磨削力F’随最大未变形切屑厚度hmax和当量磨削层厚度aeq的变化情况和特征进行分析,探讨了其材料去除方式的变化,研究了TC4钛合金高效深磨过程中消耗的磨削功率.为寻求适合钛合金高效深磨的工艺及方法,提高钛合金加工质量和效率打下坚实的理论基础.     

塑性材料微磨削表面质量影响因素试验研究

针对TC4钛合金和H62黄铜两种典型塑性材料进行了微尺度磨削试验研究,利用超景深显微镜与三维轮廓仪对微磨削加工表面的微观形貌进行了分析,从理论上介绍了微磨削表面形成机理以及最小切屑厚度效应.根据微磨削加工的特点,选用不同的加工参数进行单因素试验和正交试验,主要探讨了微尺度磨削速度、磨削深度及进给速度对塑性材料微磨削表面质量的影响;对比分析不同磨棒头直径、不同粒度的微磨棒以及不同磨削方式对试件加工表面质量的影响.研究表明,微磨削中工件表面粗糙度随磨削深度的增加有先减小后增大的趋势,侧磨的加工质量比槽磨的质量好.     

正前角金刚石磨粒磨削钛合金仿真与试验研究

为研究正前角金刚石磨粒磨削加工的机理,论证正前角磨削的可行性,采用有限元仿真软件ABAQUS建立单颗金刚石磨粒磨削Ti6Al4V钛合金过程的模型,对比研究不同工艺条件下具有正、负前角的单颗金刚石磨粒磨削过程中磨削力的变化规律.在此基础上,分别针对飞秒激光加工的正前角金刚石磨粒和原始的负前角金刚石磨粒开展钛合金磨削试验,采用测力仪测量磨削力,并将测得的磨削力与仿真结果进行对比;观测磨削加工表面形貌,测量表面粗糙度,将正、负前角磨削时的磨削力、磨削加工表面形貌和表面粗糙度进行对比.结果表明,在单颗金刚石磨粒磨削中,磨削力随着磨削速度的增大而减小,随着磨削深度的增加而增大,随着磨粒前角由负到正而逐渐减小,仿真得到的磨削力与试验结果的变化趋势基本吻合.相比于传统的负前角磨削,正前角金刚石磨粒具备良好的耐磨性,磨削表面磨痕较浅、加工缺陷少,表面粗糙度值降低58％～66％,可有效提高磨削加工表面质量.     

高速单颗磨粒磨削机理的研究

进行了单颗磨粒高速磨削45钢、20Cr钢和典型难磨材料钛合金TC4和GH4169高温合金的试验·试验结果表明,对于45钢和20Cr钢,高速条件下单颗磨粒磨削的比磨削能显著低于比熔化能·发现了国外一些学者提出的钢铁材料的最低比磨削能约束于材料比熔化能假设的例外·高速磨削四种材料均表现出尺寸效应·采用高速磨削,对改善磨粒的切削状态,降低比磨削能是非常有利的·在磨削钛合金TC4和高温合金GH4169时,易发生金属粘附·锆刚玉磨削钛合金TC4比磨削高温合金GH4169的粘附严重·高速下金属粘附作用减轻·     

磨削钛合金时砂轮磨粒磨损机理的探讨

本文利用化学热力学的理论分析了磨削钛合金时工件材料、介质与砂粒之间可能发生的化学反应,并利用扫描电镜检测,确认化学磨损是磨削钛合金时砂轮的主要磨损形式.SiC砂轮的磨损主要表现为SiC磨粒在瞬时磨削高温的条件下与介质中的氧作用,被氧化而失效;刚玉砂轮的磨损则主要表现为刚玉磨粒与钛合金表面的氧化物作用,生成了韧性好的新物质涂敷在磨粒切削刃上,使其丧夫切削能力。     

基于绿色制造的低温气动啧雾冷却技术的基础研究

为了适应绿色制造的要求,本文提出了一种新型的绿色的冷却方式--低温气动喷雾冷却.随后围绕此冷却方式,开展了传热学基础实验研究.通过实验,从传热学的角度考证了低温气动喷雾冷却酊换热能力.最后将低温气动喷雾冷却应用到钛合金的磨削加工中,通过对不同冷却方式下磨削温度的比较,初步验证了低温气动喷雾冷却在实际加工中的冷却效果.     

声发射在磨削难加工材料中的应用

钛合金、高温合金等难加工材料因具有优良的物理机械性能而被广泛应用于航空、航天、航海及其它工业部门中。该类材料在磨削加工中，工件表层极易出现磨削烧伤和微裂纹现象，降低了工件表面完整性，对零件的使用性能产生极不利的影响，限制磨削生产率的提高。监测和预报磨削烧伤是生产中急需解决的问题。该文对钛合金磨削过程中声发射信号特征进行了深入分析，应用时序分析法，建立了关于磨削过程中声发射信号的自回归时序模型，实现     

强磁场陶瓷结合剂CBN砂轮制备及磨削性能

针对陶瓷结合剂CBN砂轮磨粒取向随机,砂轮强度低的问题,将强磁场引入砂轮制备工艺.制备过程中添加了镀镍CBN磨粒,研究发现,适当磁场强度可以实现镀镍CBN磨粒的偏转;另外,适宜的磁场强度有利于提高陶瓷CBN复合材料的强度,当磁感应强度为6 T时,陶瓷CBN复合材料的抗折强度最高,强度值达到79.5MPa.通过开展磨削试验,证实了强磁场陶瓷结合剂CBN砂轮在磨削钛合金TC4时,其磨削比能略低于普通陶瓷结合剂CBN砂轮的比能,此项研究对提高陶瓷结合剂CBN砂轮性能以及探索新的制备工艺均有现实意义.