不同CBN砂轮高速加工PTMCs的磨削性能对比

发布时间：2022-01-23 10:48

　　为分析CBN砂轮高速磨削颗粒增强钛基复合材料（particulate reinforced titanium matrix composites,PTMCs）的磨削性能,采用3种CBN砂轮开展PTMCs的高速磨削试验,对比研究其磨削力、温度、表面粗糙度及表面形貌。结果表明:相对陶瓷砂轮,钎焊砂轮的法向磨削力减小16.2%～40.4%、切向力减小25.2%～44.4%,磨削温度降低了26.0%～74.3%;相对电镀砂轮,钎焊砂轮的法向磨削力减小7.1%～31.1%、切向力减小23.3%～31.1%,磨削温度降低了14.5%～58.9%;钎焊砂轮在加工中表现出了最低的磨削力和温度,获得了最低的表面粗糙度和最好的表面质量,表面粗糙度可以达到0.60～0.77μm。因此,在高速磨削PTMCs时,钎焊砂轮更具优势。 

【文章来源】：金刚石与磨料磨具工程. 2020,40(05)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

磨削速度对磨削力的影响

图4所示为磨削深度对磨削力的影响。在磨削速度vs为120 m/s、工件进给速度vw为3 m/min条件下,3种砂轮磨削PTMCs时,在磨削深度增大的过程中,磨削力都增大。这是因为一方面ap的提高使得单颗磨粒切厚增大,故磨削力增大;另一方面,工件与砂轮接触长度加长,载荷增大,故磨削力增大。此外,从图4还可以看出:3种砂轮磨削PTMCs时,钎焊砂轮的磨削力依然最低。具体而言,当磨削深度ap从10 μm提高到60 μm时,钎焊砂轮的法向磨削力对应的Kqt从36.9%增大至40.4%,Kqd从28.1%增大至35.5%;切向磨削力对应的Kqt从37.1%增大至42.9%,Kqd从7.1%增大至20.3%。2.1.3 不同工件进给速度的影响

图5所示为工件进给速度对磨削力的影响。在磨削速度vs为120 m/s、磨削深度ap为20 μm条件下,3种砂轮磨削PTMCs的磨削力都随着工件进给速度的升高而逐渐增大。这种现象和提高磨削深度的原因是相似的。此外,从图5可以看出:当工件进给速度vw从1 m/min提高到7 m/min时,对于法向磨削力,Kqt从32.2%增大至39.6%,Kqd从25.8%增大至35.5%;对于切向磨削力,Kqt从29.4%增大至44.4%,Kqd从15.2%增大至20.3%。从上述分析可以看出:3种砂轮磨削PTMCs时,磨削力最小的是钎焊砂轮。这种现象与砂轮地貌有关。陶瓷砂轮为多层砂轮,而电镀砂轮和钎焊砂轮表面只有一层磨料。单位面积内钎焊砂轮的磨粒数最少,因此在钎焊砂轮磨削PTMCs时,参与磨削的磨粒数最少;另一方面,钎焊砂轮磨粒出露高,砂轮锋利度增加。所以钎焊砂轮的磨削力小于其他2种砂轮的。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Tool wear during high speed turning in situ TiCp/TiBw hybrid reinforced Ti-6Al-4V matrix composite[J]. Ge Yingfei,Xu Jiuhua,Huan Haixiang.  Chinese Journal of Aeronautics. 2016(05)
[2]非连续增强钛基复合材料研究进展[J]. 黄陆军,耿林.  航空材料学报. 2014(04)
[3]高速高效加工领域科学技术发展研究[J]. 邓朝晖,刘战强,张晓红.  机械工程学报. 2010(23)

硕士论文
[1]CBN砂轮高速磨削钛合金试验研究[D]. 黑华征.南京航空航天大学 2011



本文编号：3604194