微晶刚玉砂轮缓进给磨削镍基高温合金GH4169及花键研究

镍基高温合金GH4169作为一种典型的难加工材料,已被广泛应用于航空发动机各类零部件。微晶刚玉砂轮以其优异的自锐性正被逐渐用于磨削加工航空材料。为优选加工高温合金涡轮轴花键的砂轮,使用SG、5SG和TG三种磨料的微晶刚玉砂轮开展高温合金缓进给磨削试验,研究磨料种类对磨削力、磨削温度和表面粗糙度的影响规律。研究结果表明:缓进给磨削高温合金GH4169时,5SG磨料微晶刚玉砂轮的磨削力和温度最小,TG磨料砂轮次之,SG磨料砂轮最大。三种磨料砂轮磨削后的工件表面粗糙度值R_a均在0.3 μm以下。最后,选用5SG磨料微晶刚玉砂轮加工高温合金花键样件,各项检测结果均能满足指标要求。      

缓进深切磨削钛基复合材料磨削温度的研究

颗粒增强钛基复合材料（PTMCs）是具有高强度、高硬度和良好耐热性的新型金属基复合材料,在航空航天领域具有广阔应用前景。针对PTMCs材料极易发生的磨削烧伤问题,开展PTMCs材料的缓进深切磨削研究,对磨削过程中磨削温度和工件表面形貌的变化规律进行了分析。利用有限元温度仿真的方法,研究缓进深切磨削PTMCs传入工件的热量比例。结果显示:缓进深切磨削PTMCs过程中,磨削深度大于0.6 mm时容易发生烧伤;当工件材料表面发生严重烧伤时会产生裂纹;随着磨削深度增大,加工表面形貌逐渐变差。      

cBN砂轮高速磨削镍基高温合金磨削力与比磨削能研究

磨削力和比磨削能是磨削过程的两个重要参数,也是制定合理的磨削工艺需要参考的两个重要因素.采用陶瓷结合剂cBN砂轮、电镀cBN砂轮以及单层钎焊cBN砂轮[1]进行了高速磨削GH4169高温合金试验,研究了磨削力、比磨削能与单颗磨粒最大未变形切屑厚度的关系,并在此基础上建立了相应的理论公式.研究结果表明,单层钎焊cBN砂轮...     

缓进深切磨削颗粒增强钛基复合材料磨削力的研究

磨削力是磨削过程中的重要参数,同加工效果之间关系密切。使用不同磨料的陶瓷结合剂砂轮进行缓进深切颗粒增强钛基复合材料的磨削试验,研究磨削力与磨削参数和磨料种类的关系。结果表明:普通刚玉砂轮的磨削力是微晶刚玉砂轮磨削力的3~4倍,被加工材料表面更容易产生缺陷。因此,在缓进深切磨削工艺条件下,微晶刚玉砂轮更适合钛基复合材料的磨削。      

微晶刚玉砂轮磨削钛合金TC17试验研究

使用大气孔与普通气孔两种微晶刚玉砂轮开展钛合金磨削试验,研究磨削参数与气孔尺寸对磨削工件表面完整性的影响。试验结果表明:砂轮转速27m/s,磨削深度10μm时,可获得较好的表面质量;同普通砂轮相比,大气孔微晶刚玉砂轮磨削钛合金工件的表面质量更好、微观组织变化和表面残余应力更小。大气孔砂轮具有较好的容屑、排屑、冷却能力,使磨削温度降低、磨削力减小,是获得较好表面完整性的主要原因。     

镍基单晶高温合金磨削润滑方式对表面完整性的影响

为提高镍基单晶高温合金DD5的磨削表面质量,采用单因素试验探究3种磨削加工方法（干磨削、传统浇注式、微量润滑（minimum quantity lubrication, MQL））对其表面完整性的影响。结果表明：在不同冷却条件下,DD5磨削表面粗糙度从低到高依次为MQL、传统浇注式、干磨削方式下的。当砂轮线速度较小时,磨削表面质量较差,存在较深划痕和沟槽;当砂轮线速度较大时,磨削表面质量较好,磨痕较小,且分布均匀。在距磨削表面为5～15μm时,DD5亚表面显微硬度随着深度的增加而急剧下降;在距磨削表面为20～150μm时,DD5亚表面显微硬度趋于平衡,其在540 HV附近波动。     

镍基高温合金表面完整性研究现状分析

表面完整性是评价零件表面加工质量的重要标准之一。在切削镍基高温合金GH4169的过程中,加工硬化、变质层的形成等是重要的加工难题,因此研究GH4169零件的表面完整性对其高速切削加工过程有重要的意义。从表面粗糙度、表面加工硬化、白层以及表面残余应力等方面对切削镍基高温合金的表面完整性研究进展进行总结,从切削用量、工艺参数和刀具的选用等方面为提升加工零件表面质量提供了重要依据。     

M17铸造镍基高温合金缓进磨削烧伤的研究

本文研究了M17镍基铸造高温合金缓进磨削烧伤时磨削力与磨削温度的变化、表面层金相组织及化学成份的变化以及烧伤表面的形貌。试验结果表明,所有烧伤试件都未发现有容易引起脆断的σ相存在,烧伤试件表面碳、氧原子浓度较高,扩散层较深。试验还得出了用以避免烧伤的磨削参数供生产参考。     

磨头磨削镍基高温合金仿真

镍基高温合金磨削过程中磨削力是影响表面质量的重要参量。为构建磨削力有限元仿真预测模型,基于电镀磨头实际表面形貌,通过调用分布函数的方法,建立磨粒高度随机且整体服从二维高斯分布磨头整体模型,进行磨削过程有限元仿真与磨削力试验验证。结果表明：磨头整体模型具有真实磨头的随机特性,优势在于充分考虑多磨粒相互作用的磨削特性;磨削仿真过程中可观察到划擦、耕犁、切屑成形3个典型阶段,高度还原实际磨削过程;磨削力试验与仿真的单位宽度切向与法向磨削力在不同参数下变化趋势相同,平均误差分别为8.2%和8.6%。仿真模型对镍基高温合金磨削力有很好的预测效果。     

CBN砂轮磨削镍基高温合金磨削温度实验研究

磨削高温是限制磨削技术发展的主要瓶颈之一,因而研究磨削过程中产生高温的机理及磨削温度的变化规律十分重要。采用260 mm的单层钎焊有序排布CBN砂轮,对镍基高温合金GH4169进行不同速度下的磨削实验。实验过程中,保持砂轮线速度和工件进给速度的比值不变,从而保持单颗磨粒最大未变形切屑厚度不变,发现比磨削能得到有效控制,磨削温度的上升主要由材料去除率的提高所导致;随着砂轮线速度的增加,磨削弧区热量分配关系发生显著变化,传入工件的能量增加;磨粒排布方式对传入工件的热量有影响,同一磨削工艺参数下,磨粒斜排布的砂轮磨削温度要低于磨粒直排布的砂轮,最佳磨粒排布方案还有待进一步的研究。     

工程陶瓷小砂轮轴向大切深缓进给磨削加工的砂轮磨损分析

小砂轮轴向大切深缓进给磨削以较大切深实现了较高的材料去除率,且使用的砂轮直径比常规磨削用砂轮小很多,我们针对这一特点开展了研究。实验通过改变砂轮转速、工件转速和磨削深度等加工参数,对轴向大切深缓进给磨削加工后的砂轮表面进行了形貌观测和磨损分析。分析表明,砂轮各部分的磨损形式与其在磨削过程中所起的作用有关:砂轮端面是磨削加工的主磨削区,磨粒和结合剂主要发生较大程度的磨损;砂轮圆周面主要对已加工表面进行修磨,因而结合剂和磨粒磨损为主要磨损形式;砂轮拐角作为过渡磨削区,承受的磨削力也比较大,而且由于磨粒与结合剂的结合力相对较小,因此易发生磨粒和结合剂的脱落。     

石墨自润滑钎焊CBN砂轮磨削镍基高温合金温度的试验研究

利用石墨自润滑钎焊CBN砂轮和陶瓷CBN砂轮进行了高温合金GH4169磨削对比试验,采用夹丝半人工热电偶方法测量工件表面磨削温度,并运用扫描电镜、能谱仪对砂轮表面磨粒的微观形貌及元素分布情况进行分析。结果表明:在相同磨削条件下,多层自润滑钎焊CBN砂轮磨削GH4169高温合金的磨削温度比陶瓷结合剂CBN砂轮低100℃左右;砂轮表层的磨粒表面形成一层石墨薄膜,有助于减小摩擦,从而降低磨削温度。     

金刚石砂轮缓进给磨削单晶硅沟槽研究

分别选用2mm宽的树脂结合剂和金属结合剂金刚石砂轮,以缓进给磨削方式在单晶硅上进行开槽实验,研究砂轮类型、砂轮线速度、工作台进给速度等参数对沟槽加工质量的影响,同时探讨了表面陪片对提高磨削质量的作用。实验结果及分析表明:沟槽磨削质量与磨削参数和砂轮类型有关,与金属结合剂砂轮相比,使用树脂结合剂砂轮进行沟槽加工,单晶硅试样崩边尺寸较小,沟槽侧壁的表面质量较高;表面粘贴陪片后进行沟槽磨削可以显著降低沟槽两侧的崩边,提高磨削精度和效率。     

烧熔陶瓷结合剂刚玉磨具显微结构研究

本文通过电子探针微区分析(EPMA)研究了黏土-长石-硼玻璃系烧熔结合剂刚玉陶瓷磨具的显微结构,分析了磨料中的杂质特征,并对磨料与结合剂之间的反应特点进行了研究.研究表明:烧熔结合剂呈基本均匀的玻璃状态,结合剂与磨料在界面上结合紧密.棕刚玉磨料中的杂质有TiO2、ZrO2、Fe2O3、MgO、Na2O、K2O等,并以T...     

基于空心氧化铝微球造孔的陶瓷结合剂金刚石砂轮

研究空心氧化铝微球质量分数和粒径（0.2, 0.4, 0.6 mm）对砂轮的总气孔率、抗弯强度、硬度和微观结构的影响，制备以空心氧化铝微球为造孔剂的陶瓷结合剂金刚石砂轮，并研究砂轮对石英玻璃的磨削性能。结果表明:随着空心氧化铝微球质量分数增加，砂轮总气孔率升高，抗弯强度和硬度降低；空心氧化铝微球质量分数相同时，其粒径越小，砂轮的总气孔率越高，抗弯强度和硬度越低；制备的空心氧化铝微球陶瓷结合剂金刚石砂轮可用于磨削石英玻璃，加工后石英玻璃的表面粗糙度从0.5113 μm降至0.0206 μm。      

微晶陶瓷刚玉砂轮对微电机转子轴的磨削性能评价

针对目前微电机转子轴无心外圆磨过程中砂轮修整频繁的问题,采用微晶陶瓷刚玉砂轮替代传统刚玉砂轮磨削微电机转子轴。通过搭建平面磨削工艺平台,参考无心磨砂轮修整及其磨削加工参数,从磨削温度、工件表面粗糙度、表面微观形貌、磨削比等方面,对比分析微晶陶瓷刚玉砂轮与传统刚玉砂轮的磨削性能。结果表明:相对传统刚玉砂轮,微晶陶瓷刚玉砂轮不仅有效改善磨削温度（降低38.5％）,提高工件表面加工质量（表面粗糙度降低78.6％）,还具有较高的砂轮磨削比（提高2.2倍）。选用微晶陶瓷刚玉砂轮对微电机转子轴进行无心磨生产线验证,结果表明:微电机转子轴无心磨样件的各项检测结果均满足实际生产指标要求,且较传统刚玉砂轮延长了1.6倍的修整周期,在提高加工质量的同时,显著提高了生产效率。