钛合金机匣冒口切割磨削试验研究

发布时间：2021-05-20 02:32

　　钛合金具有比强度高、耐高温、耐腐蚀等特点,已广泛应用于航空航天、舰船、能源等领域,其中铸钛件应用比例占90%以上。针对机匣冒口的去除目前主要采用火焰切割、铣削、磨削三道工序,存在污染严重、工序复杂、加工效率低、表面质量差等问题,为了解决以上难题,本文采用三种不同参数的树脂CBN薄片砂轮在加工中心上对切割磨削钛合金试验展开研究,主要研究内容如下:首先,通过对切割磨削机匣冒口加工过程进行分析,确定了影响钛合金表面加工质量的参数（砂轮线速度、工件进给速度以及工件尺寸）,为研究这些参数对工件加工质量的影响规律,搭建了切割磨削钛合金工件的实验平台,并根据拟研究的物理量设计了相应的试验方案。其次,通过对树脂CBN薄片砂轮切割磨削钛合金的过程进行了分析,计算出了最大未变形磨屑厚度,推导出了不同切削过程（切入、过渡、切出过程）中薄片砂轮与工件的接触弧长,建立了在黏附条件下薄片砂轮切割磨削钛合金的磨削力理论数学模型,从而揭示了切割磨削过程中的磨削机理。第三,通过单因素试验研究了切削用量对切割磨削过程中的过程参量（磨削力、磨削功率、磨削比能）的影响规律,试验表明三种砂轮中SLA（粒度100#,厚度1mm）... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究背景
    1.2 钛合金材料性能及加工特性
        1.2.1 钛合金材料性能
        1.2.2 钛合金切割磨削加工特性
    1.3 薄片砂轮切割磨削钛合金国内外研究现状
        1.3.1 薄片砂轮切割磨削国内外研究现状
        1.3.2 薄片砂轮磨削力国内外研究现状
        1.3.3 钛合金磨削磨损及表面质量国内外研究现状
    1.4 课题研究的主要内容
    1.5 论文研究思路
第5章 试验平台搭建与方案设计
    2.1 试验平台总体方案
    2.2 试验设备及条件
        2.2.1 实验样件
        2.2.2 薄片砂轮参数
        2.2.3 数控加工中心
    2.3 检测设备及方案
        2.3.1 磨削力测试设备及方案
        2.3.2 磨削力信号的采集及处理
        2.3.3 表面粗糙度检测装置
        2.3.4 表面硬度检测装置
        2.3.5 表面形貌检测装置
    2.4 实验方案
        2.4.1 单因素试验
        2.4.2 正交试验
    2.5 本章小结
第3章 薄片砂轮切割磨削机理研究
    3.1 切割磨削过程分析
    3.2 磨削几何特性分析
        3.2.1 最大未变形磨屑厚度及其计算模型
        3.2.2 磨粒与工件接触弧长数学模型
    3.3 黏附条件下磨削力理论数学模型
        3.3.1 顶刃磨削力模型
        3.3.2 侧刃磨削力模型
        3.3.3 总磨削力模型
    3.4 本章小结
第4章 磨削过程参量影响规律研究
    4.1 磨削力的变化特征
        4.1.1 砂轮线速度对磨削力的影响
        4.1.2 工件进给速度对磨削力的影响
        4.1.3 工件宽度对磨削力的影响
        4.1.4 切削用量对磨削力影响的正交实验分析
    4.2 磨削功率的变化特征
        4.2.1 砂轮线速度对磨削功率的影响
        4.2.2 工件进给速度对磨削功率的影响
        4.2.3 工件宽度对磨削功率的影响
    4.3 磨削比能的变化特征
        4.3.1 砂轮线速度对磨削比能的影响
        4.3.2 工件进给速度对磨削比能的影响
        4.3.3 工件宽度对磨削比能的影响
    4.4 磨削力数学模型的验证与分析
    4.5 本章小结
第5章 磨削表面质量影响规律研究
    5.1 表面粗糙度影响规律
        5.1.1 砂轮线速度对表面粗糙度的影响
        5.1.2 工件进给速度对表面粗糙度的影响
        5.1.3 工件宽度对表面粗糙度的影响
    5.2 显微硬度影响规律
        5.2.1 加工硬化评价指标
        5.2.2 磨削加工表面影响因素分析
        5.2.3 加工表面硬度分析
        5.2.4 硬度层深度分析
    5.3 薄片砂轮磨损机理及表面形貌研究
        5.3.1 薄片树脂CBN砂轮的磨损机理
        5.3.2 薄片树脂CBN砂轮的磨损形貌
        5.3.3 磨削因素对薄片砂轮磨损的影响
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 未来展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]金刚石超薄切割砂轮减薄研磨工艺的研究[J]. 刘海锋,何亮,郭桦.  金刚石与磨料磨具工程. 2013(02)
[2]薄片砂轮间断磨削不锈钢零件的加工工艺方法[J]. 刘毅.  机械研究与应用. 2008(05)
[3]SG砂轮磨削钛合金烧伤机理[J]. 张红霞,陈五一,陈志同.  北京航空航天大学学报. 2008(01)
[4]树脂薄片切割砂轮发展方向的探讨[J]. 刘铭.  金刚石与磨料磨具工程. 2007(05)
[5]国内首创超薄超硬切割砂轮[J].   世界制造技术与装备市场. 2004(01)

博士论文
[1]AISI 1045钢窄深槽结构类零件的高速磨削材料去除机理研究[D]. 张琤.太原理工大学 2017
[2]单磨粒磨削中的磨粒磨损过程及磨损状态监测方法研究[D]. 梅益铭.浙江大学 2017
[3]06Cr18Ni11Ti本构的建立及其窄深槽缓进磨削的试验研究[D]. 白艳艳.太原理工大学 2016

硕士论文
[1]AISI 4340钢窄深槽缓进给磨削加工理论和实验研究[D]. 马红帅.太原理工大学 2018
[2]钛合金铣削过程中刀具磨损及残余应力研究[D]. 丁宝洋.大连理工大学 2018
[3]微晶陶瓷磨料砂轮磨削20CrMnTi齿轮时的划擦机理研究[D]. 王昌省.山东大学 2017
[4]CBN砂轮窄深槽磨削热分配理论及试验研究[D]. 张晋.太原理工大学 2017
[5]微晶刚玉砂轮的钛合金磨削性能试验研究[D]. 曹克.大连理工大学 2016
[6]TC4钛合金高速外圆磨削实验研究[D]. 黄宇岑.湖南科技大学 2016
[7]单层电镀CBN砂轮磨削区界线划分理论与实验研究[D]. 李光.太原理工大学 2016
[8]钛合金磨削中砂轮磨损及工件表面粗糙度研究[D]. 刘森.上海大学 2015
[9]微晶刚玉砂轮磨削TC17钛合金试验研究[D]. 郝丙君.大连理工大学 2015
[10]淬硬钢窄深槽高速高效磨削工艺试验与仿真研究[D]. 刘春利.湖南大学 2014



本文编号：3196910