“均匀试验设计”在磨削液配制中的应用

本文运用“均匀试验设计”方法在自制的磨削液性能测定装置上进行了磨削液成分优选试验,行在此基础上经过磨削液综合调制,配制出适合于钛合金磨削加工的“NH-2合成型磨削液”,解决了钛合金难于磨削加工的问题。试验结果表明:“均匀试验设计”方法可缩短试验周期,节省试验费用,是磨削液配制的一种简便而有效的方法。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于量纲分析法的旋转超声磨削钛合金刀具磨损数学模型

为提高钛合金零部件的旋转超声磨削加工精度,降低刀具磨损造成的加工误差,基于量纲分析和正交试验相结合的方法建立了旋转超声磨削钛合金刀具磨损数学模型,定量求解了旋转超声磨削钛合金中刀具磨损与加工工艺参数和刀具结构参数之间的非线性关系。对模型进行有效性和显著性检验,验证了所建模型的有效性。     

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。     

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。     

磨削液性能评价试验方法研究

针对磨削液的使用性能，按四球试验法、攻丝扭矩模拟评定试验法、磨削加工试验法对三种磨削液进行了性能试验研究。结果表明，四球试验法的结果重复性较好，但该方法以滑动摩擦接触面的油膜强度来评价磨削液的性能，与磨削加工试验的结果有较大差别。攻丝扭矩模拟评定试验方法为真正的切削试验，与切削加工的相关性较强。磨削加工试验是最能体现磨削液性能的试验方法，因影响因素较多，需要建立完善的试验装置和试验方法。     

砂带磨削与电解加工的复合新工艺

不锈钢和钛合金是广泛应用于航天、航空、能源、化工等设备的重要结构材料,用常规的机械加工方法很难实现大余量磨削及精密加工。若用电解砂轮磨削、电解研磨、电解抛光(磨料织布物)等方法,可达到精度高、表面质量好(Ra≤0.01μm)的效果,但其加工面积小,效率低,无法满足类似大型水轮机叶片、大型化工合成塔、罐等(材料均为不锈钢和钛合金)大余量磨削和精密加工要求。砂带磨削是一种比普通砂轮磨削效率高4倍以上的加工方法,其加工效率甚至超过了车、铣、刨等常规工艺。砂带磨削的“冷态磨削效应”在加工不锈     

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。     

钛合金的超声振动切削

钛合金应用范围广,属难加工材料,一般常需磨削加工。作者应用超声振动切削系统,采用镶硬质合金刀具,对振动切削与普通切削钛合金时的切屑形态、切屑变形与加工表面粗糙度等方面进行了对比试验。试验结果表明,在一定的切削条件下,超声振动切削钛合金时,可避免普通切削时产生的表面缺陷,达到磨削加工的效果。     

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.     

CBN砂轮与SiC砂轮加工钛合金的对比研究

分别对CBN砂轮和SiC砂轮进行了钛合金干磨削试验,研究了在相同参数下,磨削钛合金表面形貌、粗糙度和磨削力等情况。结果表明:随着磨削深度增加,SiC砂轮磨削后的钛合金表面形貌逐渐恶化,材料堆积增多,严重影响表面粗糙度;在相同实验条件下,CBN砂轮钛合金表面质量明显优于前者,主要原因是CBN砂轮加工时产生磨削力更小,对工件挤压更小,产生热量也更少。     

基于均匀设计法的钛合金切削参数优化试验研究

为了探索汽轮机低压锁扣叶片钛合金的清洁切削加工规律,优化其切削参数,保证表面质量,提高切削效率,采用均匀设计方法设计了钛合金切削试验参数.分别在常温干式切削和低温冷风降温切削条件下,对切削力和表面粗糙度进行了试验研究,对试验数据进行多元线性回归分析,建立了适用于钛合金清洁加工的表面粗糙度和切削力多元线性回归模型,在此基...     

基于响应曲面法的微磨削钛合金表面粗糙度预测分析

微磨削以极高的加工精度和灵活的加工特性在微宏制造领域越来越受到重视。针对钛合金工件的微磨削,运用二次回归正交旋转组合设计方法安排了19组试验,并结合响应曲面法(RSM),分析了微磨削过程中主轴转速、进给速度、磨削深度对表面粗糙度的影响规律。结果表明:在本文的工艺参数范围内,进给速度对微磨削表面粗糙度的影响最大,主轴转速次之,磨削深度影响最小。运用该预测模型,获得了Ra为163nm的磨削表面,为优化微磨削参数和控制表面质量提供依据。     

流道结构对加压内冷却开槽砂轮磨削性能的影响

针对镍基高温合金磨削时磨削区因砂轮气障效应引起的过热问题,提出采用加压式内冷却磨削方法,鉴于砂轮内流道结构影响磨削液的流动特性和砂轮的磨削性能,同时考虑流道加工工艺和砂轮旋转时离心力的影响,设计直线型和弧线型两种内流道结构。利用计算流体动力学方法分析了流道结构对磨削区流场的影响,表明弧线型流道结构下磨削区的流体速度和分布均匀性更高。制备了具有弧线型和直线型内流道的两种加压内冷却开槽砂轮,在相同的磨削参数下进行了镍基高温合金磨削对比试验,分析砂轮线速度和磨削液压力对磨削温度、表面粗糙度和表面形貌的影响规律。结果表明:相比直线型流道,弧线型流道的冷却润滑效果更好,随砂轮线速度和磨削液压力的增大其换热效率提升更显著,得到的磨削温度和工件表面粗糙度值分别降低了16.8%和17.6%,并获得了更规则的加工表面形貌。     

蜗杆砂轮磨齿加工参数优化

以蜗杆砂轮磨削加工20CrMnTi齿轮为研究对象,选择均匀设计试验法,研究磨削参数（砂轮线速度vs、砂轮沿齿轮轴向进给速度vw、磨削厚度ap）对齿面粗糙度的影响。采用二级逐步回归方法建立磨削参数与齿面粗糙度的回归模型,构建了以加工效率、齿面粗糙度为多目标的优化模型,采用粒子群优化算法对磨削参数进行了优化。试验结果表明,使用优化后的磨削参数加工可以提高加工效率、减小齿面粗糙度。     

钛及钛合金的磨削工艺研究

针对钛及钛合金磨削加工难的特点,采用砂纸磨削及柔性模具加磨料的方法对钛及钛合金表面进行磨削加工,对表面质量、条纹深度、条纹宽度以及表面粗糙度随砂纸粒度的变化情况进行分析。结果表明,采用砂纸磨削的方法可以对钛及钛合金进行磨削加工,磨削表面质量良好,没有烧伤、裂痕等缺陷,表面粗糙度最低可降低到0.02μm,可以达到镜面的效果。     

F851水剂切削液在磨床上的应用

F851水剂切削液是八十年代研制的新产品。我们在M125外圆磨床上试用了近两年的时间,与碳酸钠磨削液相比,其优点为: (1) 配制方便将F851水剂切削液按一定比例投放到机床的冷却箱内,加上自来水,开动冷却泵自动循环5min即可使用。而采用碳酸钠磨削液配制工艺较复杂,需要动力设备,经蒸汽加温才能将投放的碱及亚硝酸钠溶化于水配成磨削液。两者比较,前者的优点十分明显。(2) 节约能源提高加工效率和加工质量,用碳酸钠磨削液磨外圆需修磨砂轮10多次,每次修薄量为0.06～0.07mm。而用“F851切削液”只需修磨3次就足够了,而工件的表面粗糙度可提高1～2级,零件表面干净,对机床面漆也没有不良影响。