磨削参数对GH4169高温合金磨削表面特征影响研究

采用单因素试验法,使用不同特性的砂轮进行GH4169高温合金的外圆磨削试验,研究了单晶刚玉砂轮和CBN砂轮对GH4169高温合金磨削表面特征中表面粗糙度和表面形貌的影响,分析了各磨削工艺参数对表面粗糙度的影响规律,并分析了单晶刚玉砂轮和CBN砂轮切屑的形态,还检测了磨削加工的表面形貌。结果表明：采用粒度为80、中软级、陶瓷结合剂的单晶刚玉砂轮磨削GH4169高温合金时,其磨削表面粗糙度较小,表面特征较稳定;磨削进给运动轨迹构成了试件已加工表面形貌轮廓的主要特征。在工件速度为8~21.66m/min、砂轮速度为15~30m/s、径向进给量为0.005~0.02mm、纵向进给量为1.3~3.6mm/r范围内,可以保证表面粗糙度Ra在0.14μm以内。     

磨粒排布对加压内冷却砂轮磨削性能的影响

考虑磨粒排布方式对砂轮磨削效率和性能有重要影响,设计制备磨粒无序和有序排布的加压内冷却砂轮,利用砂轮表面形貌检测和图像识别技术,建立砂轮磨削GH4169高温合金的三维有限元模型。采用不同磨粒排布的砂轮开展磨削GH4169高温合金的实验研究,对比分析磨削力、磨削温度、加工表面粗糙度以及表面微观形貌,研究磨粒无序和有序两种排布方式对砂轮磨削性能的影响。结果表明:对于加压内冷却砂轮而言,相对磨粒无序排布,磨粒有序排布方式能获得更优良的加工表面质量,磨削力、磨削温度和表面粗糙度均降低,且工件表面形貌更加规则完整。     

加压内冷却方法在高温合金磨削中的应用

针对镍基高温合金在磨削加工中大量磨削热的冷却问题,提出采用加压内冷却与断续磨削结合的冷却方法,实现磨削过程中充分冷却磨削弧区高温的目的。设计制备磨粒有序排布的加压内冷却砂轮,采用Fluent有限元软件建立砂轮磨削GH4169高温合金的温度场模型,模拟分析砂轮转速和冷却液压力对砂轮散热性能的影响。开展加压内冷却砂轮磨削GH4169实验研究,分别对磨削温度、表面粗糙度以及表面微观形貌进行对比和分析。结果表明：在相同的磨削参数条件下,相对外冷却方式,内冷却方式能获得更优良的加工表面质量,磨削温度和表面粗糙度均明显降低;在其他磨削参数相同时,冷却液压力越大,磨削温度越低且表面粗糙度越小,表面形貌更加规则、完整。     

单晶刚玉砂轮磨削GH4169合金磨削能传入工件比例研究

指出了确定磨削能传入工件比例对研究GH4169合金磨削机理的必要性,分析了已有理论计算公式确定磨削GH4169合金过程中磨削能传入工件比例的局限性。设计和实施了试验与有限元分析相结合的方法,对单晶刚玉砂轮磨削GH4169合金过程中磨削能传入工件的比例进行了确定,并进一步对该比例与磨削工艺参数之间的关系进行了研究,拟合了关系方程。结果表明,在试验工艺条件下,磨削能传入工件比例在25%~62%之间,且该比例与工艺参数之间的关系可用指数函数形式的方程描述。     

陶瓷CBN砂轮磨削镍基铸造高温合金K418磨削力研究

系统开展了陶瓷结合剂CBN砂轮磨削K418的试验研究,测试了不同砂轮线速度、工件进给速度及切深条件下的磨削力。通过对试验数据的分析处理,得到上述3个工艺参数对磨削力、力比及磨削比能的影响规律。并拟合出了陶瓷结合剂CBN砂轮磨削基铸造高温合金K418时磨削力的经验公式,该公式估算误差低于10%。磨削力和力比均随着工件进给速度、切深和当量磨削厚度的增大而增大,随砂轮线速度的减小而增大。随着当量磨削厚度的不断增加,磨削比能呈下降趋势。     

基于ABAQUS的单颗磨粒磨削GH4169高温合金有限元分析

通过建立单颗磨粒磨削模型,采用ABAQUS软件对GH4169高温合金的磨削过程进行有限元仿真,探究单颗磨粒在不同参数下对GH4169高温合金工件磨削过程的影响。研究表明：磨粒从切入工件后到切出工件前,磨削力稳定波动,且与磨粒前角和磨削深度显著相关,切向磨削力随着磨粒前角增大而显著减小,随着磨削深度的增大而显著增大;最高磨削温度出现在磨粒切入工件的时刻,且与磨粒前角、磨削深度和磨削速度相关;磨粒前角对磨屑的形状影响显著,磨粒前角越大,磨屑越难排出,磨削速度对磨屑的形状影响较小,磨削深度影响磨屑的厚度和长度。     

GH99高温合金高效铣磨加工参数的优化

研究了铣磨参数对磨削力和加工表面粗糙度的影响规律,确认磨削深度是影响磨削力大小的主要因素,磨削宽度是影响加工表面粗糙度的主要因素。在此基础上优化了GH99高温合金铣磨的加工参数,并对优选参数下的表面粗糙度、砂轮寿命、磨削力等指标进行了测试。测试结果表明,参数优化提高了GH99高温合金的加工效率和质量。     

陶瓷结合剂CBN砂轮磨削GGH4169高温合金的磨削加工性和磨削表面完整性

本文对ＣＢＮ砂轮磨削ＧＧＨ４１６９高温合金的磨削加工性和磨削表面完整性进行了系统研究。研究了ＣＢＮ砂轮磨削ＧＨ４１６９高温合金时磨削参数对磨削力，磨削温度和磨削比的影响规律；在正交试验和显著性分析 基础上，建立了磨削力和磨削温度的经验公式。     

新型镍基高温合金磨削性能实验研究

本文对一种新型高温合金的磨削加工性能进行了实验研究。通过对采用不同砂轮时磨削力随磨削过程变化的比较 ,分别得出不同磨料下磨削力变化的一般规律 ;通过正交试验法对高温合金材料试件进行磨削试验 ,分析得到在一定平台移动速度下的磨削力经验公式 ,并研究了磨削工艺参数对加工性能的影响 ,为生产中采用CBN砂轮以合适的磨削参数对该材料工件进行加工提供了理论依据     

多孔复合结合剂立方氮化硼砂轮制备与磨削性能

针对高温合金高效磨削用砂轮气孔率不高、砂轮耐磨性差等问题,基于空心球造孔与高温钎焊技术,提出多孔复合结合剂立方氮化硼(Cubic Boron Nitride,简称CBN)砂轮制备方法。从砂轮结构设计、砂轮节块制备工艺、砂轮粘接与修整等方面加以阐述,最后对该砂轮高效磨削高温合金磨削性能进行评价。在磨削速度为80m/s、磨削深度为0.2 mm的工艺条件下,多孔CBN砂轮最大材料去除率可达50 mm3/mm·s,这表明该新型多孔CBN砂轮在镍基高温合金高效深切磨削中具有应用潜力。     

基于热管技术的磨削弧区强化换热研究

针对高效磨削中存在的磨削弧区热问题,有学者提出借鉴热工领域高效传热的热管技术来实现强化磨削弧区换热的构想。通过对热管砂轮结构的设计以及传热过程的理论分析,确定了影响热管砂轮传热性能的主要因素为工质种类、工质注液量和砂轮转速。并在搭建的传热性能试验平台上完成了热管砂轮基体的传热性能试验,探索了这些因素对热管砂轮传热性能的影响规律,确定了热管砂轮可用于缓进给深切磨削。在热管砂轮中注入18 g蒸馏水进行了电镀CBN热管砂轮与无热管砂轮缓进给深切磨削高温合金GH4169的对比试验,通过对比两种砂轮磨削条件下磨削弧区的平均温度、工件表面质量、工件表层金相组织、显微硬度以及磨削后砂轮表面形貌等,证实了热管砂轮的确具有优良的强化换热效果,可在无热管砂轮磨削发生严重烧伤的情况下将磨削弧区的温度控制在60℃以下的较低水平。     

陶瓷结合剂CBN砂轮磨削GH4169高温合金的磨削加工性与磨削表面完整性

本文对ＣＢＮ砂轮磨削ＧＨ４１６９高温合金的磨削加工性和磨削表面完整性进行了系统研究。研究了ＣＢＮＳ轮磨削ＧＨ４１６９高温合金时磨削参数对磨削力、磨削温度和磨削比的影响规律；在正交试验和显著性分析的基础上．建立了磨削力和磨削温度的经验公式。在ＣＢＮ砂轮磨削ＧＨ４１６９高温合金磨削表面完整性的试验研究中，对磨削表面粗糙度、磨削表面硬化及磨削表面残余应力进行了研究．建立了表面完整性指标与磨削参数之间的关系。并根据正交试验建立了磨削表面粗糙度的经验公式。     

多孔复合结合剂立方氮化硼砂轮高效磨削研究

正镍基高温合金具有优良的高温强度、热稳定性及热抗疲劳性,广泛用于航空、宇航、船舶及化学工业中。作为典型难加工材料,镍基高温合金的磨削加工性差,主要表现为磨削力大、磨削温度高、砂轮磨损快,目前工业生产中仍采用传统大气孔刚玉类砂轮缓进给磨削工艺结合连续修整技术来保证加工质量。随着人们对材料加工效率要求的不断提高,新工艺方法不断涌现,其中以结合CBN超硬磨料砂轮的高效深切磨削(High-efficiency deep grinding,HEDG)最为引人注目。然而由于该工     

CBN砂轮在数控小专机上的应用

CBN砂轮是以立方氮化硼为磨料,金属粉末为结合剂,经过压制高温烧结而成.其特点耐磨性好,可承受大负荷磨削.CBN具有极高的硬度,仅次于金刚石.由于CBN磨料具有耐磨性好、非亲铁性和高热稳定性强等优点,所以CBN砂轮在难加工材料的磨削中能够长期保持锋利状态、磨削力小,发热量小,磨削温度低,磨削零件精度高,生产效率高.     

陶瓷结合剂CBN砂轮的修整

研究了砂轮修整方法对陶瓷结合剂CBN砂轮摩削效果的影响。研究结果表明，用单粒金刚石修整陶瓷结合剂CBN砂轮时，修整后的砂轮表面层磨粒钝化，磨削力大，磨削质量差。用碳化硅砂轮或磨削油石法修整的陶瓷结合剂CBN砂轮则可避免初期磨削力大的问题。     

GH4169合金塑性变形行为及加工图

通过GH4169合金的热模拟压缩实验,研究了变形工艺参数对GH4169合金高温变形时流动应力的影响规律,建立了GH4169合金高温变形时的加工图,结果表明：变形温度升高和应变速率减小使GH4169合金高温变形时峰值流动应力和稳态流动应力显著降低;GH4169合金高温变形时存在三个非稳定区域,第一个区域的变形温度在970～1030℃之间,应变速率在10．0～50．0s^-1之间;第二个区域的变形温度在930～940℃之间,应变速率在0．15～7．Os^-1之间;第三个区域的变形温度在930～960℃之间,应变速率在7．0～50．0s^-1之间的区域。     

高速磨削用单层钎焊CBN砂轮及其磨削性能

针对钎焊砂轮存在的热变形导致精度降低的问题,提出基于局部加热的超高频感应钎焊工艺方法制备高速磨削用单层钎焊CBN砂轮,采用三坐标测量仪对砂轮及其钎焊前后的尺寸进行测量,最后对该砂轮高速磨削镍基高温合金磨削性能进行评价。三坐标测量结果显示,钎焊CBN砂轮基体的变形量小于16μm,在高速重负磨削镍基高温合金试验中,加工表面未见裂纹和烧伤,表面粗糙度可达Ra0.4μm,砂轮表现为正常磨耗磨损。表明超高频感应钎焊工艺制备的单层钎焊砂轮在高速磨削具有应用潜力。     

GH4169G高温合金车削切削力与切削温度有限元仿真研究

为研究GH4169G高温合金车削用量及刀具几何特性对切削力和切削温度的影响规律,基于ABAQUS有限元仿真软件,通过依次改变切削深度、切削速度和刀具几何角度,获得不同参数组合下切削力和切削温度的变化规律,进一步揭示车削参数和刀具几何角度对GH4169G高温合金切削过程中热—力耦合作用的影响机理,从而对切削工艺参数和刀具特性进行优选。     

钛合金Ti6Al4V高速磨削试验研究

为实现难加工材料钛合金的高效磨削,进一步发挥高速磨削的潜力,开展了钛合金Ti6Al4V高速磨削工艺试验研究,对磨削过程的磨削力、磨削比能以及磨削温度随单颗磨粒最大切屑厚度agmax的变化特征进行了分析。研究结果表明：不同砂轮线速度vs条件下,磨削力、磨削比能及磨削温度三者随单颗磨粒最大切屑厚度agmax变化的特征曲线略有不同,具体表现为,单颗磨粒最大切屑厚度agmax一定条件下,磨削力及磨削比能随着磨削速度的提高呈减小趋势,磨削温度则呈上升趋势,同时钎焊CBN砂轮的磨削力、磨削比能低于陶瓷结合剂及电镀CBN砂轮的磨削力、磨削比能,因此,利用钎焊CBN砂轮磨料有序排布的优势,选择合理的单颗磨粒最大切屑厚度,可在提高砂轮线速度的同时提高进给速度,从而提高磨削效率,实现钛合金的高速高效磨削。     

CBN砂轮与SiC砂轮加工钛合金的对比研究

分别对CBN砂轮和SiC砂轮进行了钛合金干磨削试验,研究了在相同参数下,磨削钛合金表面形貌、粗糙度和磨削力等情况。结果表明:随着磨削深度增加,SiC砂轮磨削后的钛合金表面形貌逐渐恶化,材料堆积增多,严重影响表面粗糙度;在相同实验条件下,CBN砂轮钛合金表面质量明显优于前者,主要原因是CBN砂轮加工时产生磨削力更小,对工件挤压更小,产生热量也更少。