刚玉砂轮缓进深切磨削加工镍基单晶合金叶片榫头研究
发布时间：2021-01-30 20:39
镍基单晶合金因具有优异的高温综合性能而成为航空发动机涡轮叶片的重要材料。叶片榫头加工是现阶段先进制造技术研究的重要内容。由于镍基单晶合金具有高温强度高、热导率低等特点,以及叶片榫头型面结构复杂、加工精度要求高,普通切削加工由于刀具易磨损、加工成本高导致难以满足设计要求,因此缓进深切成形磨削成为榫头加工的重要方法。然而,缓进深切磨削时,砂轮与工件接触弧长较大,且榫头型面复杂,易引起磨削烧伤。目前对于叶片榫头缓进深切成形磨削工艺控制及加工质量分析研究仍不足,而且较多集中于平面磨削研究。有鉴于此,本课题提出开展刚玉砂轮缓进深切成形磨削DD6镍基单晶合金叶片榫头研究。对比分析两种刚玉砂轮的磨削性能,优选成形磨削工具;结合多颗磨粒磨削仿真揭示镍基单晶合金材料去除行为,并进一步探讨了缓进深切成形磨削叶片榫头的加工精度与表面质量。本文开展的主要研究工作及取得的成果如下:（1）开展了棕刚玉与微晶刚玉砂轮缓进深切磨削DD6材料试验,对比分析了两种砂轮的磨削力、磨削温度、表面粗糙度、砂轮磨损等特性。相同磨削用量下,微晶刚玉砂轮可获得较低的磨削力与磨削温度,磨损特征表现为微破碎,而棕刚玉磨粒则为磨耗磨损。建...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镍基高温合金在航空发动机中部分应用[3]
基高温合金成形磨削加工研究现状基高温合金磨削工艺高温合金在航空发动机中的典型应用为涡轮转子叶片与导向叶片。针对涡轮称叶片）榫头的加工，由于具有复杂的型面精度要求，普通的车铣加工无法，同时满足零件精度及表面光洁度要求。因此采用磨削技术，将砂轮表面修进行成形磨削加工，具有明显工艺优势[10]。然而，普通往复磨削工艺无法对槽实现高效加工，原因在于普通往复磨削单次切深为 1~10μm 左右，工件进，因单次进给量小而无法实现材料高效去除，且砂轮磨损快，易影响表面质量纪 50 年代，国外探索出了一种高效精密磨削手段 缓进深切磨削工艺：即基本不变的情况下，将切深提升数十乃至数百倍，同时降低工件进给速度，一大量材料去除。该工艺很好地解决了难加工材料磨削加工效率低的问题，并表面质量。而且，磨削深度的增加也增大了砂轮与工件的有效接触弧长，有[11]。随着磨削加工烧伤理论的完善及工艺的稳定性控制，缓进深切磨削工艺广，尤其是在叶片榫头加工领域得到广泛应用，如图 1.2 所示。
图 1.3 磨削加工过程的材料去除示意图[9]用负前角磨粒通过二维仿真对材料磨除机理进行研究程影响较大。另外，他还通过三维仿真分析单颗磨粒角对磨痕两侧塑性隆起影响较大。Brinksmeier 等[28]通过对材料去除机理的影响明显不同。当单颗磨粒磨削速加剧材料的塑性变形，耕犁过程明显，此时磨削材料磨削速度以及较大磨削切深时，磨削成屑条件较好，对材料去除的影响，采用多刃磨粒进行磨削滑擦实验成在磨刃前端，且磨刃之间易发生工件材料堵塞，进采用实验与仿真相结合的手段研究单颗磨粒磨削材料去侧材料塑性隆起随磨削速度增大而减小，材料去除机弹性、塑性变形及切屑形成过程没有明显过渡区间。弹性变形，当切深超过该临界切深时，材料塑性变形1]研究了磨粒磨损对高温合金材料去除过程的影响，发一方面，在滑擦耕犁阶段，前刀面磨损宽度与材料去
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国变形高温合金研制进展[J]. 杜金辉,赵光普,邓群,吕旭东,张北江. 航空材料学报. 2016(03)
[2]航空发动机零件高效精密磨削技术的发展与应用[J]. 丁文锋,徐九华,杨长勇,傅玉灿,苏宏华. 航空制造技术. 2014(12)
[3]镍基高温合金高效成型磨削的研究进展与展望[J]. 徐九华,张志伟,傅玉灿. 航空学报. 2014(02)
[4]镍基单晶高温合金研究进展[J]. 孙晓峰,金涛,周亦胄,胡壮麒. 中国材料进展. 2012(12)
[5]磨削技术的历史、现状和展望[J]. 汪艺. 制造技术与机床. 2012(04)
[6]工程陶瓷高速深磨磨削力模型的研究[J]. 谢桂芝,尚振涛,盛晓敏,吴耀,余剑武. 机械工程学报. 2011(11)
博士论文
[1]基于单颗磨粒切削的氮化硅陶瓷精密磨削仿真与实验研究[D]. 刘伟.湖南大学 2014
[2]单层钎焊立方氮化硼砂轮缓进深切磨削钛合金的基础研究[D]. 杨长勇.南京航空航天大学 2010
[3]平面磨削温度场及热损伤的研究[D]. 毛聪.湖南大学 2008
硕士论文
[1]高温合金涡轮叶片缓进磨削工艺研究[D]. 苏旭峰.上海交通大学 2009
本文编号：3009551
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镍基高温合金在航空发动机中部分应用[3]
基高温合金成形磨削加工研究现状基高温合金磨削工艺高温合金在航空发动机中的典型应用为涡轮转子叶片与导向叶片。针对涡轮称叶片）榫头的加工，由于具有复杂的型面精度要求，普通的车铣加工无法，同时满足零件精度及表面光洁度要求。因此采用磨削技术，将砂轮表面修进行成形磨削加工，具有明显工艺优势[10]。然而，普通往复磨削工艺无法对槽实现高效加工，原因在于普通往复磨削单次切深为 1~10μm 左右，工件进，因单次进给量小而无法实现材料高效去除，且砂轮磨损快，易影响表面质量纪 50 年代，国外探索出了一种高效精密磨削手段 缓进深切磨削工艺：即基本不变的情况下，将切深提升数十乃至数百倍，同时降低工件进给速度，一大量材料去除。该工艺很好地解决了难加工材料磨削加工效率低的问题，并表面质量。而且，磨削深度的增加也增大了砂轮与工件的有效接触弧长，有[11]。随着磨削加工烧伤理论的完善及工艺的稳定性控制，缓进深切磨削工艺广，尤其是在叶片榫头加工领域得到广泛应用，如图 1.2 所示。
图 1.3 磨削加工过程的材料去除示意图[9]用负前角磨粒通过二维仿真对材料磨除机理进行研究程影响较大。另外，他还通过三维仿真分析单颗磨粒角对磨痕两侧塑性隆起影响较大。Brinksmeier 等[28]通过对材料去除机理的影响明显不同。当单颗磨粒磨削速加剧材料的塑性变形，耕犁过程明显，此时磨削材料磨削速度以及较大磨削切深时，磨削成屑条件较好，对材料去除的影响，采用多刃磨粒进行磨削滑擦实验成在磨刃前端，且磨刃之间易发生工件材料堵塞，进采用实验与仿真相结合的手段研究单颗磨粒磨削材料去侧材料塑性隆起随磨削速度增大而减小，材料去除机弹性、塑性变形及切屑形成过程没有明显过渡区间。弹性变形，当切深超过该临界切深时，材料塑性变形1]研究了磨粒磨损对高温合金材料去除过程的影响，发一方面，在滑擦耕犁阶段，前刀面磨损宽度与材料去
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国变形高温合金研制进展[J]. 杜金辉,赵光普,邓群,吕旭东,张北江. 航空材料学报. 2016(03)
[2]航空发动机零件高效精密磨削技术的发展与应用[J]. 丁文锋,徐九华,杨长勇,傅玉灿,苏宏华. 航空制造技术. 2014(12)
[3]镍基高温合金高效成型磨削的研究进展与展望[J]. 徐九华,张志伟,傅玉灿. 航空学报. 2014(02)
[4]镍基单晶高温合金研究进展[J]. 孙晓峰,金涛,周亦胄,胡壮麒. 中国材料进展. 2012(12)
[5]磨削技术的历史、现状和展望[J]. 汪艺. 制造技术与机床. 2012(04)
[6]工程陶瓷高速深磨磨削力模型的研究[J]. 谢桂芝,尚振涛,盛晓敏,吴耀,余剑武. 机械工程学报. 2011(11)
博士论文
[1]基于单颗磨粒切削的氮化硅陶瓷精密磨削仿真与实验研究[D]. 刘伟.湖南大学 2014
[2]单层钎焊立方氮化硼砂轮缓进深切磨削钛合金的基础研究[D]. 杨长勇.南京航空航天大学 2010
[3]平面磨削温度场及热损伤的研究[D]. 毛聪.湖南大学 2008
硕士论文
[1]高温合金涡轮叶片缓进磨削工艺研究[D]. 苏旭峰.上海交通大学 2009
本文编号：3009551
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