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。     

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。     

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。     

单颗立方氮化硼磨粒磨削GH4169合金的仿真研究

根据单颗磨粒的切削特点,应用Deform-3D软件对单颗立方氮化硼磨粒磨削加工GH4169合金进行仿真,研究磨削过程中磨削深度和进给量对磨削温度、磨削力、磨削残余应力的影响。仿真研究表明,磨削深度对磨削结果的变化起主导作用,在所选用的磨削参数下,磨削温度介于350～650℃之间,进给方向磨削力最大为26 N,残余应力影响层深度可达60μm。研究结果为立方氮化硼砂轮高效磨削GH4169合金时磨削参数的选择提供了参考。     

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。     

砂带磨削加工表面粗糙度预测与验证

为了研究砂带磨削过程中主要工艺参数对磨削表面粗糙度的影响规律,建立了砂带磨削工件的表面轮廓模型,通过对砂带磨粒运动轨迹的研究分析,由单个磨粒的运动方程建立多个磨粒的运动方程。采用单因素试验法,由仿真软件合成磨削加工表面的三维形貌与粗糙度值的变化趋势,通过建立表面粗糙度回归数学模型与叶片磨削试验进行理论分析验证。结果表明,不同工艺参数磨削后工件表面粗糙度的仿真值与试验结果吻合度较好,为实际砂带磨削工艺参数的选择和优化提供理论依据与参考。     

GH4169高温镍基合金砂带磨削工艺试验分析

高温镍基合金GH4169是一种用于制造航空发动机叶片的特殊难加工材料,传统机械加工方法易使该材料烧伤、使叶片发生变形从而不能保证叶片的表面精度和形位精度。针对该难加工材料,展开了高温镍基合金GH4169砂带磨削工艺试验,着重讨论了多种砂带加工该材料的优劣并进行选择,对砂带磨削的工艺参数进行了分析优化。试验表明:R270(P240)砂带加工该材料较为理想,在一定条件下既满足粗糙度要求,又可实现较大的材料去除率,工艺参数合理。     

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。     

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。     

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     

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。     

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％。     

Investigation of the grinding temperature and energy partition during cylindrical grinding

In this study, the distribution of temperature and energy under the process parameter conditions and thermal physical parameters are investigated using a physics-based model via the finite element modeling (FEM) simulation and experimental validation during cylindrical grinding. A cylindrical grinding model is modeled to simulate the chip removal behavior in the grinding process and to measure the workpiece and chip temperatures by refining the temperature field. Workpiece speed affects the energy partition into chip more obviously than other grinding parameters. Reasonable selection of grinding parameters greatly reduces the energy partition into the workpiece from 80% to 50–30% or even lower. This study offers a comprehensive understanding of heating mechanisms during grinding and thus is very beneficial for process optimization.     

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。     

离子注入对高温合金蠕变／疲劳特性的影响及寿命预测

研究了GH4169合金离子注入对蠕变/疲劳特性的影响,并应用应变能区分（SEP）法预测该合金在650℃的蠕变/疲劳寿命,给出了SEP寿命预测方程,试验结果表明离子注入法具有多种强化机制共同作用于合金使其强化,达到最佳的强化效果以延长使用寿命。     

ENERGY PARTITION FOR GRINDING OF NODULAR CAST IRON WITH VITRIFIED CBN WHEELS

An investigation was undertaken to determine the energy partition to the workpiece for grinding of an automotive nodular cast iron with a vitrified CBN wheel. The energy partition is a critical parameter which is needed for calculating grinding temperatures and predicting the occurrence of thermal damage to the workpiece. Straight surface grinding experiments were conducted over a wide range of removal rates to measure the workpiece temperature response and spindle power. Temperature matching analyses were then applied in order to obtain the energy partition. Values for the energy partition were found to range from 3 to 6% when the temperature at the grinding zone was maintained below the fluid burnout limit. Such low energy partitions indicate cooling of the workpiece by the fluid at the grinding zone. Higher energy partitions up to 60% were obtained by reducing or eliminating the fluid, which also raised the temperature above the burnout limit.     

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.