钛合金超声辅助磁性磨料光整加工超声作用机理研究

发布时间：2022-01-03 22:27

　　钛合金具有优异的物理化学性能,在各个行业的应用越来越广泛。用于航空航天的钛合金复杂结构零部件,复杂曲面需进行精密的光整加工,但钛合金具有强度高、粘性大等特点,难以加工,并且这些零部件刚度低,在加工过程中工件易变形,同时对加工质量和加工效率具有很有要求。针对上述问题,超声辅助磁性磨料光整加工具有很大的优势,目前对于施加于轴向超声振动的磁性磨料光整加工机理还未揭示,需进一步研究,本文针对磁性磨料的运动过程和受力进行了分析,搭建了超声辅助磁性磨料光整加工试验台,研究了切削力、磁性磨料加工性能以及表面完整性的变化规律,揭示了超声辅助磁性磨料光整加工的超声作用机理。本文的主要研究内容和结果如下:（1）根据超声辅助磁性磨料光整加工的要求和特点,搭建了主电路和频率扫描跟踪电路,设计了超声波电源各组成模块,并进行试验调试,完成了超声波电源样机制备。根据超声振动系统的需求,设计了能量传输装置、换能器和变幅杆,并开展了变幅杆振幅和谐振频率测试试验。将超声振动系统集成在三轴数控雕刻机上,搭建了超声辅助磁性磨料光整加工试验台。（2）对比研究了超声辅助磁性磨料光整加工和普通磁性磨料光整加工钛合金时切削力和磁性磨... 

【文章来源】：大连交通大学辽宁省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１典型钛合金零件??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ａｌｌｏｙ?ｐａｒｔｓ??

１．２．１磁性磨料光整加工技术??近些年来，国内外学者在磁性磨料光整方面开展了大量的研究。在磁性磨料光整加??工切削力方面，Ｓｉｎｇｈ等［ｎ］用如图１．２所示的试验装置进行了磁性磨料光整加工测力试??验研宄，结果表明：轴向力随着磁场强度的增大而增大，随着加工间隙的增大而减小。??刘海山［１Ｇ］分析了磁性磨料光整加工中单颗磁性磨料的受力状态，磨料受到沿磁感线方向??的作用力尺、沿等磁位线方向作用力以及离心力Ｆｚ。高玉龙［１２］研究推出磁性磨料光??整加工中磁场压力与磁场强度的平方成正比，随磁场强度的增大而增大，试验得出磁感??应强度存在一个极限值，一般在０．８Ｔ？１．１Ｔ左右效果最佳，如图１．３所示。??Ｓｒ??图１．２平面磁性磨料光整加工试验装置１１１１??Ｆｉｇ．?１．２?Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ?ｔｅｓｔ?ｄｅｖｉｃｅ?ｏｆ?ｐｌａｎａｒ?ＭＡＦ??８０，?１?８０??去除置??７０?；?——粗粒度?；７０??一?Ｉ?＼?：６°?一??１５０－?＼?＾?－５０?ｆｉ??Ｉ４０：?／Ｖ．?：４０§??１＾０

光整加工可实现对整体叶盘的无干涉加工，磁极工具头开槽后加工效率可提高３１％，叶??盘表面粗糙度由加工前的１．２ｐｍ降至０．１叫ｍ，且表面质量得到很大的提升，表面形貌??如图１．４所示。郭文龙％对钛合金板进行磁性磨料光整加工试验并进行参数优化，得出??最优参数组合为：磨料粒径１５０ｐｍ，磁极转速１４００ｒ／ｍｉｎ，加工间隙］．５ｍｍ，并且对加??工后表面完整性进行分析得出：研磨初期应该使用粒径较大的磨粒，之后采用粒径较小??的磨粒，通过研磨之后表面粗糙度值Ｒａ降低到０．０７ｐｍ，铣削纹理大部分被去除，表面??残余应力值也减小。张萍萍等［力通过采用自行设计的装置对ＳＵＳ３０４不锈钢板进行磁性??磨料光整加工试验，试验结果得出：加工初期表面粗糙度下降较快，之后粗糙度值慢慢??增加，存在一个最佳的加工时间。Ｙａｍａｇｕｃｈｉｉｍ针对Ｓｉ３Ｎ４陶瓷棒进行磁性磨料光整加工??试验，磨料是通过金刚石涂层制成的，采用的铁球直径为ｌＯＯｐｎｉ，加工３０分钟后表面??粗糙度由０．４５叫１降低到０．０４网；并且针对ＳＵＳ３０４内圆进行加工，对比研宄了工件加??工前后表面纹理的变化


本文编号：3567092