钛合金的磨削烧伤和磨削裂纹

在分析和研究用树脂结合剂陶瓷结合剂刚玉砂轮以及绿色碳化硅砂轮磨削钛合金时产生磨削烧伤和磨削裂纹的基础上,提出了抑制钛合金磨削烧伤和磨削裂纹的措施。试验研究表明,合理的砂轮磨料和硬度等级、合理的磨削用量、高效磨削液和ＣＢＮ砂轮将有效地避免钛合金的磨削烧伤和磨削裂纹。     

低温 ELID磨削钛合金磨削力的实验研究

研究了钛合金低温条件下的材料性质并研制了一套低温磨削钛合金磨削力测量系统,利用该系统对低温磨削钛合金的磨削力进行了测量,并结合在线修整(ELID)技术对钛合金进行低温磨削,探讨了低温及ELID磨削降低钛合金磨削力的原因。实验结果表明,在精密及半精密磨削钛合金时,采用低温及ELID磨削技术能够在不同的磨削深度范围内有效地降低钛合金的磨削力,减少钛合金的粘附。     

砂带磨削钛合金

钛合金由于具有比重小、温度高、耐腐蚀性好、在500℃以下具有良好的热稳定性等特点,加之我国的钛资源十分丰富,故钛合金被广泛地应用于飞机、火箭、人造卫星、坦克、潜艇和精密仪器上。但是,由于钛合金某些特殊的物理、机械性能、致使钛合金很难进行磨削加工。钛合金的熔点高达1725℃,其导热系数仅为铝的1/4、钢的1/5,而钛合金的摩擦系数却很高,这样,在磨削过程中将产生大量磨削热,由于磨削热不能迅速传出磨削区,则必将引起磨削区温度过高,而使工件产生磨     

钛合金材料超高速磨削湿式温度场的有限元仿真

运用有限元方法建立了难加工材料钛合金湿式磨削温度场的数学模型,分析计算了超高速磨削状态下钛合金磨削区的磨削热分配率,并对钛合金超高速磨削湿式温度场进行仿真,得到了湿式磨削温度场的等温场.从而得出了钛合金主要磨削参数对湿式磨削温度场的影响趋势以及磨削深度方向上磨削温度的分布.为钛合金超高速磨削的研究打下了坚实的基础.     

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。     

基于零件加工的钛合金平面磨削研究

分析了国内外在磨削钛合金材料时磨削参数的选择和表面质量（即磨削烧伤和砂轮粘附）的控制,并依照研究结果选择加工参数,完成了电机支板的加工。     

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。     

TC4钛合金纵扭超声磨削力热耦合模型及其试验研究

为探究TC4钛合金纵扭超声磨削过程中的力热耦合机理,基于TC4钛合金纵扭超声磨削的磨削力模型、工件表面平均温度模型、质量热容计算表达式建立了其力热耦合模型,并对力热耦合作用下TC4钛合金纵扭超声单颗磨粒去除过程进行有限元仿真,分析磨削力、磨削温度的相互影响特性。理论与仿真研究发现,磨削区剧烈的温升会降低钛合金抵抗塑性变形的能力,抑制磨削力的增长速率。最后通过TC4钛合金纵扭超声磨削试验进行验证,结果表明,纵扭超声的引入能明显降低磨削力和磨削温度,磨削力和磨削温度的降低幅度分别达到19.39%和12.41%;磨削温度随着磨削深度、砂轮转速和工件进给速度的增大而升高,且随着磨削温度的升高磨削力增长趋势变缓;磨削力和磨削热的减小使工件表面塑性变形和犁沟两侧的塑性隆起高度减小;与普通CBN磨削相比,纵扭超声的引入对表面粗糙度的降低幅度可达到31.21%,在一定范围内增大超声振幅能显著提高加工表面的质量。     

TC4钛合金高速深磨研究

针对钛合金磨削加工困难的特点,系统开展了TC4钛合金高效深磨工艺试验,通过对单位面积磨削力F随最大未变形切屑厚度hmax和当量磨削层厚度aeq的变化情况和特征的分析,探讨了其材料去除方式的变化,研究了TC4钛合金高效深磨过程中消耗的磨削功率。通过寻求适合钛合金高效深磨的工艺及方法,为实现钛合金高效精密磨削提供了一条有效途径,为提高钛合金的加工质量和效率打下坚实的理论基础。     

钛合金轴零件的磨削加工

针对钛合金轴零件的磨削精度要求,从磨削加工参数、砂轮以及磨削液的选择等各个方面分析了钛合金轴类零件的磨削加工工艺,提高了钛合金轴类零件的一次交检合格率,从而可控制好零件的产品质量。     

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。     

TC4钛合金高效深磨磨削力及比磨削能特征研究

针对钛合金磨削加工困难的特点,系统开展了TC4钛合金高效深磨工艺试验,对单位面积磨削力随最大未变形切屑厚度和当量磨削层厚度的变化情况和特征进行了分析,探讨了材料去除方式的变化,研究了TC4钛合金高效深磨过程中所消耗磨削功率的变化规律,为寻求适合钛合金高效深磨的工艺及方法,提高钛合金加工质量和效率打下一定的理论基础。     

单层钎焊CBN成型砂轮磨削钛合金的温度研究

钛合金因其具备的特殊性能而使其在航空航天领域得到了广泛的应用,但是钛合金的高效加工一直是当前研究的难点。设计一种单层钎焊CBN成型砂轮,用于TC4钛合金材料的直槽磨削加工。通过开展一系列不同磨削条件下的温度试验,研究所设计的砂轮磨削TC4钛合金材料的磨削性能。     

氧化铝空心球砂带磨削钛合金的材料去除及表面质量研究

为了解决航空发动机钛合金叶片磨削加工中砂带使用寿命不足的问题,采用新型氧化铝空心球开展钛合金试样砂带磨削的相关工艺试验研究。通过单因素试验分析氧化铝空心球砂带加工钛合金板材中工艺参数对表面粗糙度和磨削比的影响,确定空心球砂带磨削钛合金参数的合理范围,进而通过正交试验研究磨削压力、磨削线速度、进给速度以及磨粒粒度等因素对表面粗糙度和磨削比的影响程度,确定空心球砂带磨削钛合金的最优工艺参数组合。     

超声辅助对TC4钛合金磨削力的影响

在室温下对TC4钛合金进行了超声辅助磨削试验和普通磨削试验,对比研究了磨削速度、进给深度、超声振动对合金磨削力的影响,分析了试样的表面加工质量。结果表明:超声磨削的法向磨削力和切向磨削力均随着磨削速度增大而下降且降幅减小,随着进给深度增大而增大且增幅增大;和普通磨削试样相比,超声磨削试样的法向磨削力和切向磨削力更低;超声磨削试样表面黏附的磨屑较少,表面加工质量更好。     

有机粘结固体润滑剂涂层砂轮磨削性能研究

采用有机粘结固体润滑剂（六方氮化硼和石墨）制备的涂层砂轮对钛合金进行了干磨削试验,研究了有机粘结固体润滑剂涂层砂轮在不同磨削工艺参数下对钛合金的磨削温度和工件表面质量的影响规律。试验结果表明,所制备的有机粘结固体润滑剂涂层砂轮干磨削钛合金工件时,磨削温度比无润滑剂涂层砂轮干磨削钛合金时下降11%~40%,工件表层显微组织未见明显变化。     

国内外高速磨削技术的发展与分析

概述了国内外近三十年来高速磨削技术的进展情况，分析了高速磨削的相关技术及其现状，介绍了国外在该方面的先进科研成果，指出了我国高速磨削技术的差距。     

砂带磨削技术及其发展趋势

主要介绍了砂带磨削的原理,主要特点、可以应用的领域以及国内外的发展现状与趋势,提出了我国庆加强在砂带磨削技术方面的研究,做好这项新技术的推广普及工作。     

TC4钛合金平面磨削力分析与验证

磨削力对磨削温度、砂轮磨损等有重要影响,是评判TC4钛合金磨削性能的关键指标。由于砂轮磨粒大小、形状差异以及分布的随机性,磨削过程难以定量表述,已有磨削力模型的推导大部分基于一定的假设,与实际存在偏差。通过磨屑变形力与磨粒横截面积的关系以及法向压力与压入深度的关系建立了单颗磨粒磨削力模型;基于磨屑的横截面积与工件体积去除率,建立单颗磨粒磨削力与单位宽度磨削力的联系,进一步推导出TC4钛合金的平面磨削单位宽度磨削力模型。结合实验数据,得到试验条件下的磨削力解析式。分析表明：法向磨削力的平均相对误差为4.9%,切向磨削力的平均相对误差为5.1%。     

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.