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。     

陶瓷结合剂CBN砂轮磨削GH4169高温合金

本文对CBN砂轮磨削GH4169高温合金的磨削加工性进行了系统研究。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的基础上，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     

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。     

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。     

磨削参数对合金材料加工过程中磨削力及表面粗糙度的影响

针对合金材料磨削加工中磨削参数对磨削力和加工表面粗糙度的影响,以轴承合金材料为例,设计了GCr15和42CrMo两种高碳铬轴承材料的平面磨削试验。采用白刚玉砂轮完成三因素四水平正交试验,使用切削力测量系统、三维轮廓仪和超景深三维显微系统进行磨削力和表面粗糙度的数据采集,用于后续分析磨削力和表面粗糙度受磨削参数的影响规律。对试验设备采集数据进行均值分析发现：磨削参数对于磨削加工过程中产生的磨削力和表面质量的影响程度分别是磨削深度>砂轮转速>进给速度。本文研究结果对实际磨削加工的磨削参数优化有一定指导意义。     

加压内冷却砂轮的研制及磨削性能研究

针对高温合金材料在磨削加工过程中存在磨削烧伤问题,为避免气障效应并强化冷却液在磨削弧区的换热效果,提出采用加压式内冷却断续磨削方法。利用数值模拟方法和3D打印技术对砂轮基体、加压内冷却系统和密封结构等进行设计和验证,制备了用于平面磨削的加压内冷却开槽CBN砂轮。在相同的磨削加工参数条件下,使用加压内冷却方法与外部喷射冷却方法进行镍基高温合金磨削对比试验,分析了砂轮速度、磨削深度和工件进给速度等加工参数对磨削温度、加工表面粗糙度和表面形貌的影响规律,验证了加压内冷却断续磨削方法对磨削弧区的强化换热效果。结果表明：在相同试验参数条件下磨削镍基高温合金,加压内冷却法比外部喷射冷却法的换热效率更高,得到的磨削温度更低,表面粗糙度更小,加工表面更为光滑细腻。     

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。     

碳化钨HVOF涂层高速磨削工艺参数优化试验研究

针对碳化钨涂层加工过程中钴易析出的难题,基于加工前后涂层表面Co/Cr比值的变化,提出了碳化钨涂层专用磨削液优选的新方法,并通过试验验证了其效果;在此基础上,研究了不同砂轮参数对磨削过程的影响规律,进而开展了磨削正交试验,探究了磨削工艺参数对磨削力及表面粗糙度的影响权重。结果表明:1)分别就3种不同磨削液进行析出对比试验,试验优选出磨削液I(型号为HOCUT 795)对钴析出的抑制效果最佳; 2)砂轮粒度对于磨削过程影响最为显著,粒度越大,表面粗糙度越小,与陶瓷结合剂相比,树脂结合剂砂轮能获得更好的磨削表面质量; 3)在对磨削力以及表面粗糙度的正交试验中,磨削深度对于磨削力的影响权重最大,砂轮线速度对表面粗糙度的影响权重最大。     

小直径CBN砂轮的磨削特性研究

理论分析了小直径ＣＢＮ砂轮平面磨削的特征,弄清了小直径ＣＢＮ砂轮平面磨削时发生ＣＢＮ磨粒早期脱落,是由于磨削过程中单个磨粒最大吃刀量增大,磨粒磨削弧长减小,使磨粒磨削力过大所致。采用减小单个磨粒最大吃刀量和增大磨粒磨削弧长的磨削参数,即小磨削进给速度、大磨削吃刀量（蠕动磨削）和砂轮高密度化可以抑制ＣＢＮ磨粒的脱落,发挥小直径ＣＢＮ砂轮的磨削特性。     

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。     

机器人砂带磨削GH4169镍基高温合金表面完整性研究

采用机器人夹持GH4169镍基高温合金来进行砂带磨削试验。对试验装置进行了设计和分析,以确保砂带磨削过程中的磨削压力稳定;采用正交试验获得砂带磨削GH4169时的磨削深度;采用单因素试验确定砂带线速度和磨削压力对GH4169表面完整性的影响规律。试验结果表明：采用粒度为80号的陶瓷磨粒砂带加工GH4169时,其表面粗糙度在0.6~0.7 μm范围内,且随着砂带线速度的增大而减小,随着磨削压力的增大而增大,表面硬度在430~485HV范围内,表面残余应力均为残余压应力,其值在-410~ -60 MPa范围内。     

Application of self-inhaling internal cooling wheel in vertical surface grinding

There is less research on vertical sculptured grinding technology. Especially in high vertical surface grinding process with the cup abrasive wheel, the thermal damage is prone to happen and undermine the grinding surface integrity. This problem limits to improve the grinding efficiency and the grinding ratio greatly. Through the analysis of vertical surface grinding process and features in depth, this paper revealed the inherent mechanism of higher grinding temperature in the process of vertical sculptured grinding using the cup wheel. Based on the previous research achievements, the grinding experiments on TC4 （Ti-6A1-4V） and GH4169 are carried out utilizing the self-inhaling internal cooling wheel. The experimental results show that the self-inhaling internal cooling wheel can efficiently reduce the grinding surface temperature. Moreover, the inherent mechanism of reducing the grinding temperature using the internal cooling method is revealed. Meanwhile, under the same grinding conditions, the grinding ratio during the experiments on GH4169 using self-inhaling internal cooling method is about 3 times as high as using conventional external cooling method. And the grinding forces can be reduced by about 20%. This research revealed the inherent mechanism of higher grinding temperature in the process of vertical sculptured grinding using the cup wheel, which provides theoretical basis for the design and application of self-inhaling internal cooling wheel. At the same time, an efficient and non-invasive surface grinding method of TC4 and GH4169 is presented.     

GH4169合金不同热变形条件下的流变应力研究

在Gleeble－3500型热加工模拟试验机上进行了GH4169镍基合金的高温压缩试验,变形温度为980℃～1100℃、应变速率为0,01s^-1、0,1s^-1、1s^-1、10s^-1,变形程度为50％。通过绘制真应力一真应变曲线,研究了GH4169镍基高温合金高温下的流变应力行为。结果表明：GH4169是应变速率和变形温度敏感型材料,变形温度升高和应变速率减小使流变应力显著减小;在变形的初始阶段,流变应力迅速增加,在到达峰值后,随着应变的增加,流变应力逐渐下降,并趋于一稳定值。采用简化后的双曲正弦模型Arrhenius方程,建立了GH4169高温条件下的本构方程,运用该方程计算出的峰值应力与试验测量值相比,拟合度达到了95.95％。     

基于标准粒子群算法的GH4169高速铣削表面粗糙度研究

采用单因素和正交实验法,研究了整体硬质合金刀具高速铣削GH4169高温合金时切削参数对表面粗糙度的影响规律,结果表明,每齿进给量对表面粗糙度的影响十分显著,铣削速度和铣削深度对表面粗糙度的影响较小;基于标准粒子群算法建立了表面粗糙度与切削参数之间的经验公式,并对经验公式进行了实验验证,结果显示,基于标准粒子群算法建立的经验公式能有效预测GH4169高温合金高速铣削过程中的表面粗糙度,为铣削参数优化、铣削表面质量控制提供了依据。     

SUPERPLASTIC FORMING AND AP-PLICATION OF GH4169 SUPERALLOY

The superplastic forming and application of GH4169 superalloy are studied. It is shown that for the typical superplastic forming strain rates of 10- 3 s 1 to 10- 4 s -1, the available engineering strains of the fine-grain GH4169 superalloy are always higher than 250% within wide temperature scopes (920 -980℃), and the maximum elongation to failure obtained is 513%. Dynamic grain growth is presented during superplastic deforming for the alloy, and the grain becomes larger with the increase of the strain. A GH4169 fuel manifold of an aerocraft is superplastically formed, and the superplastically formed GH4169 mainfold is tested by 30 MPa hydraulic pressure for 10 min. So some GH4169 alloy complex components can be superplastically formed in the aerospace industry to decrease the costs of fabricating these components.     

刀片钝化半径对高温合金切削质量影响的研究

通过不同钝化半径的刀具对GH4169高温合金进行车削正交试验,结果表明:随着钝化半径的增加,表面残余应力先降低后增加;工件环向残余应力随着钝化半径的增加,工件内部残余压应力最大值增大,影响深度随之增加。由表面粗糙度和表面残余应力的敏感程度可知,进给量是影响表面完整性的最主要因素,其次是切削速度和切削深度。分析了不同钝化半径和切削参数对表面完整性特征的影响规律,建立了表面粗糙度表面残余应力的经验公式,得到了用于精加工GH4169高温合金较好的钝化半径范围0.02~0.03mm,以及较优的切削参数vc=60~70m/min,fn=0.05~0.075mm/r,ap=0.2~0.5mm。     

GH4169高温合金薄壁钻削加工钻削力的仿真研究

GH4169高温合金薄壁钻孔与常规的高温合金厚壁钻孔相比有其特殊性,应用有限元分析软件对硬质合金钻头钻削镍基高温合金平板薄壁件的动态过程进行建模,总结钻削过程中钻削力的变化特点以及进给量和钻削速度对钻削力的影响。研究结果表明:当钻尖高度大于薄壁件厚度时,根据钻头与薄壁件的相对位置,可将钻削过程分为三个阶段,在不同阶段钻削力变化特点不同;轴向力和扭矩随着钻削速度的增加而增加,但轴向力增加幅度不大;轴向力和扭矩均随着进给量的增大而明显增大;进给量对钻削力和扭矩的影响较钻削速度明显。