钛合金的磨削裂纹及抑制措施

磨削钛合金时,由于磨削温度高,在磨削表面层形成较大的热应力,因而不仅发生磨削烧伤,呈现出磨削烧伤色,而且会出现磨削微裂纹。钛合金磨削过程中所出现的磨削烧伤和裂纹将降低钛合金零件的使用寿命,一般说来,磨削裂纹与磨削过程中的磨削力和磨削温度有关,因此抑制磨削裂纹的根本措施是降低磨削温度和磨削力。例如:选择合理的磨削参数及合适的砂轮;采用冷却润滑性能好的极压磨削液以及用立方氮化硼超硬磨料砂轮等。     

磨削钛合金用陶瓷CBN砂轮的研制

阐述了磨削钛合金用陶瓷结合剂CBN砂轮的研制：主要有结合剂体系的选择，CBN砂轮浓度的选择，填充剂选择，还研究了磨削时砂轮线速度对磨削效果的影响。研究试验结果表明，磨削钛合金时CBN砂轮的浓度应在125％左右，浓度太高或太低都会使磨削成本增加；填充剂应选用碳化硅而不用CBN砂轮常用的氧化铝；磨削时砂轮线速度应在45m／s以上。这些结果可作为选用陶瓷CBN砂轮磨削钛合金时的参考。     

自润滑金属结合剂CBN砂轮干式磨削特性分析

针对钛合金难磨削加工性,提出了自润滑金属结合剂砂轮,综合液相烧结与钎焊工艺制备了自润滑金属结合剂立方氮化硼(Cubic Boron Nitride,CBN)砂轮,分析了砂轮强度和微观组织,完成了自润滑CBN砂轮与碳化硅砂轮干式磨削钛合金的性能试验。通过砂轮磨损、工件表面形貌、金相显微组织和显微硬度等特性研究表明:自润滑CBN砂轮干式磨削钛合金切削性能明显优于绿色碳化硅砂轮,在vs=15m/s,vw=2m/min,ap=0.025mm磨削条件下,自润滑金属结合剂砂轮具有较好的磨削性能。     

钛合金磨削加工研究的进展

对国内外在钛合金磨削方面的研究现状进行了概述,详细分析了国内外在磨削钛合金材料时磨削参数的选择、表面质量的控制(即磨削烧伤和砂轮粘附)、高效磨削及磨削过程有限元仿真等,并讨论了我国在钛合金磨削加工方面亟待解决的问题.     

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。     

石英玻璃的热辅助高效塑性域干磨削

为了提高大口径石英玻璃光学元件的加工效率,提出了热辅助塑性域超精密磨削石英玻璃的新方法。分析了石英玻璃的热辅助塑性域磨削机理,通过理论推导得出磨削深度对磨削区表面最高温升的影响规律。采用陶瓷结合剂立方氮化硼(CBN)砂轮对石英玻璃进行干磨削,利用磨削热改善磨削区石英玻璃的力学性能,实现了石英玻璃的高效塑性域磨削。通过磨削实验研究了不同磨削深度对石英玻璃表面粗糙度(Ra)和亚表面损伤深度的影响。实验结果表明,随着磨削深度的增加,Ra和亚表面损伤深度反而降低。当磨削深度为5μm,大于粗磨表面的裂纹深度时,获得了Ra值为0.07μm的光滑无裂纹的塑性域磨削表面。通过扫描电镜观察研究了砂轮的磨损机理,结果显示陶瓷结合剂CBN砂轮塑性域干磨削石英玻璃时,砂轮以磨耗磨损为主,该结果为研究新型的陶瓷结合剂CBN砂轮提供了依据。     

陶瓷结合CBN砂轮的磨削性能研究

以试验为基础,详细研究和分析了陶瓷结合剂立方氮化硼砂轮磨削高钒高速钢时,其磨削力、磨削比、比磨除率、磨削比能、表面粗糙度与工艺用量之间的关系,并指出了合理使用这种砂轮的方法。文章还介绍了陶瓷结合剂CBN砂轮的修整条件,并给出减少初始磨削刀的修整方法。     

基于轴向旋转热管砂轮的钛合金成型磨削试验研究

针对钛合金等难加工材料成型磨削时存在的磨削弧区温度高、型面温度分布不均的问题,设计制作了轴向旋转热管成型砂轮。通过开展轴向旋转热管砂轮的钛合金成型磨削试验,探究了热流密度、充液率及砂轮转速各因素下热管砂轮对磨削弧区温度的控制效果,从而得到最佳磨削参数及热管砂轮最佳充液率,并在此条件下进一步开展磨削试验。对磨削后的工件表面质量进行了分析,发现轴向旋转热管砂轮能明显降低弧区温度,减小型面温差,并避免工件烧伤现象,这表明其在强化弧区换热、控制磨削温度上具有较大优势。     

微孔砂轮射流冲击内外冷却技术在钛合金磨削中的应用研究

论述了钛合金材料理化特性和导致磨削加工困难的原因;阐述了冷却液在磨削中的基本作用;描述了微孔砂轮射流冲击内外冷却机理;给出了微孔砂轮射流冲击内外冷却磨削钛合金零件表面质量和砂轮表面形貌电子扫描分析报告;指出微孔砂轮射流冲击内外冷却新工艺最大限度地发挥了冷却液的冷却、润滑和冲淋作用,有效地解决了磨削钛合金零件表面产生拉伤、烧伤和砂轮表面粘结等工艺难题.     

钛合金薄片试样的磨削

我厂在为课题组加工科研试样时，遇到厚度很薄的钛合金试片需要磨削，试样尺寸如图1所示：要求的形位公差及表面质量都很高，且表面不允许有划伤、烧伤、扎刀等，磨削难度很大。因此经过认真的磨削工艺研究，对砂轮选择及其修整、试样的装夹、磨削用量等进行了合理的选择。     

A NEW TECHNOLOGY ON ENHANCING HEAT TRANSFER AT GRINDING ZONE THROUGH JET IMPINGEMENT DURING CREEP FEED GRINDING

This paper presents a jet-impingement technology to enhance heat transfer at the grinding zone. The jet-impingement technology uses a new apparatus developed to spray grinding fluid onto the workpiece surface at the grinding zone from the radial holes of an electroplated CBN wheel. Because the fluid is sprayed normally on the workpiece surface at the grinding zone, the heat transfer to the fluid is significantly improved as compared to the conventional fluid delivery methods. Experimental results, obtained under both imitated grinding tests and actual creep-feed grinding of titanium alloys, show that the jet-impingement technology lowers grinding temperature significantly. Much higher material removal rates are possible with jet-impingement without workpiece burn.     

高速深磨磨削表面烧伤的实验研究

高速深磨磨削表面烧伤研究是高速深磨的非常重要的内容。文章通过测量40Cr钢高速深磨磨削试件表面烧伤层的深度,观察磨削表面质量,分析了高速深磨各种工艺参数对磨削烧伤层厚度的影响规律,研究了避免磨削烧伤和磨削裂纹的高速深磨磨削参数优化准则。     

锥面砂轮磨齿机磨齿金属磨除率分析

通过对 Y715 0 D锥面砂轮磨齿机磨削过程的分析 ,分析了砂轮与工件的运动 ,进而讨论砂轮在磨削过程中金属磨除率及其变化情况 ,导出瞬时金属磨除率的计算公式。这对于研究磨削力、避免磨削裂纹、磨削烧伤等磨削缺陷是非常有意义的     

柱塞斜槽磨削裂纹的成因及对策

通过对开裂柱塞的裂纹形貌、化学成分、硬度和金相的分析,指出了过高的磨削热是产生磨削裂纹的主要原因,而调整磨削参数和合理选择砂轮及冷却液则可以有效地防止。     

成形砂轮磨齿工艺中磨削烧伤缺陷的研究与防止对策

根据成形砂轮磨齿工艺的特点,说明磨削烧伤产生的原因,经过分析研究与实践,给出烧伤缺陷的防止对策.     

磨削弧区温度在线监测技术研究

设计了一种可以在生产现场的强背景干扰下在线监测磨削弧区温度的新方法。并通过实际磨削测温实验及烧伤跟踪实验对该方法的可行性进行了分析。结果表明,该方法简单、实用,可实现磨削温度的在线监测,特别适用于断续式ＣＢＮ砂轮磨削过程的温度监测。     

内冷式砂轮的流道设计及分析

针对内冷式砂轮的内部结构,流道设计,流道布置等问题作了比较完整的分析,并通过实例进行具体分析、计算。对解决砂轮加工中,磨削热导致的磨削烧伤和磨削裂纹的问题,具有较高的实用价值。     

模拟磨削烧伤声发射信号的实验研究

人们一直试图运用声发射技术来在线识别磨削烧伤,但磨削烧伤的声发射信号相对较弱,容易被磨削中其它声发射信号所掩盖。为了在发现磨削烧伤声发射信号,对镍基合金和陶瓷材料热扩散的声发射信号特征进行了研究,该热扩散由激光照射引起,来模拟磨削热效应。运用短时傅里叶变换技术,在没有其它干扰因素的条件下,模拟磨削烧伤温度的声发射信号的频率特征被成功的提取出来。发现材料温度改变越大则声发射信号越强!     

Application of Hilbert–Huang Transform to acoustic emission signal for burn feature extraction in surface grinding process

This paper presents a sensor system using motor current sensors, voltage sensors, accelerator and acoustic emission sensor for grinding burn feature extraction. The new method, Hilbert–Huang transform (HHT), was applied as a signal processing tool to digest the raw acoustic emission and accelerator signals and to extract grinding burn features. A filtering criterion using average energy percentage of IMF components was proposed in order to simplify the calculation. Five IMF components were selected based on this criterion and their marginal spectra were calculated. The marginal spectral amplitude of the first three IMF components and the spectral centroid of the last two IMF components clearly reflected the occurrence of grinding burn. Results indicate that the application of HHT to acoustic emission signals in grinding burn detection is of great potential. Besides, the wheel rotation speed can be successfully uncovered through the intrinsic mode function (IMF), which verified the physical meaning of the EMD method.     

可在线更换磨削轮的砂带磨削机床的研制

介绍了应用于机器人磨削加工系统中的可在线更换磨削轮的砂带磨削机床的结构原理。阐述了在线更换磨削轮的砂带磨削机床的磨削方式及其磨削力控制结构原理。