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CBN砂轮高速磨削钛合金试验研究

作　者: 黑华征
导　师: 苏宏华
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 机械制造及自动化
关键词: CBN砂轮 高速磨削 钛合金 磨削力 磨削温度 表面完整性
分类号: TG580.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


钛合金比强度高、耐热性能及抗腐蚀性能良好，作为结构材料在航空航天工业得到广泛应用。同时，由于钛合金的热导率低、弹性模量小、化学活性高，磨削加工时易导致工件表面烧伤，是一种典型的难加工材料。高速磨削是一种先进的现代磨削技术，其磨削效率高，磨削比大，磨削工件表面完整性好。因此，将高速磨削技术应用到钛合金磨削加工中，对于改善钛合金的磨削性能，提高磨削效率具有重要现实意义。本文以CBN砂轮高速磨削TC4钛合金的试验研究为主线，主要进行了以下两方面的工作：（1）分别采用陶瓷结合剂CBN砂轮、单层电镀CBN砂轮及单层钎焊CBN砂轮对TC4钛合金进行高速磨削试验，分析砂轮种类、工艺参数对磨削过程参量（力、温度及比能）的影响规律，研究不同磨削工艺条件下的工件表面完整性。通过分析单颗磨粒切厚对磨削力及磨削比能的影响规律，探索了提高钛合金磨削效率的有效途径。（2）在对钛合金高速磨削试验结果理论分析的基础上，采用优化工艺参数，对TC4钛合金进行了磨削速度为150 m/s的高效成型磨削试验，材料去除率达到100 mm~3/(mm·s)。试验结果显示，工件表面形貌较好，无烧伤。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-13
第一章 绪论  13-21
  1.1 钛合金及其磨削加工特点  13-15
    1.1.1 钛合金的材料特性  13-14
    1.1.2 钛合金的磨削加工特点  14-15
  1.2 高速磨削加工技术  15-17
    1.2.1 高速磨削技术概述  15
    1.2.2 高速磨削加工机理  15-16
    1.2.3 高速磨削加工技术特点  16-17
  1.3 钛合金高速磨削研究现状  17-18
    1.3.1 钛合金高速磨削国外研究现状  17-18
    1.3.2 钛合金高速磨削国内研究现状  18
  1.4 课题来源与研究意义  18-20
  1.5 论文拟开展的主要工作  20-21
第二章 钛合金高速磨削工艺试验系统  21-35
  2.1 试验材料及其性能  21
  2.2 试验设备及条件  21-25
    2.2.1 超高速精密平面磨床  21-22
    2.2.2 砂轮选用及其修整  22-24
    2.2.3 磨削力和磨削温度测量系统  24-25
  2.3 磨削力信号的采集与处理  25-28
    2.3.1 磨削力的测量  25-26
    2.3.2 磨削力信号的分析与处理  26-28
  2.4 磨削温度信号的采集与处理  28-33
    2.4.1 磨削热与磨削温度  28-29
    2.4.2 磨削温度测量  29-31
    2.4.3 典型磨削温度信号  31-33
  2.5 工艺试验方案  33-34
  2.6 本章小结  34-35
第三章 磨削用量对过程参量的影响规律  35-48
  3.1 磨削力  35-39
    3.1.1 砂轮线速度对磨削力的影响  35-36
    3.1.2 工件进给速度对磨削力的影响  36
    3.1.3 磨削深度对磨削力的影响  36-37
    3.1.4 单颗磨粒切厚对磨削力的影响  37-39
  3.2 磨削比能  39-43
    3.2.1 砂轮线速度对磨削比能的影响  40
    3.2.2 工件进给速度对磨削比能的影响  40-41
    3.2.3 磨削深度对磨削比能的影响  41
    3.2.4 单颗磨粒切厚对磨削比能的影响  41-43
  3.3 磨削温度  43-45
    3.3.1 砂轮线速度对磨削温度的影响  43-44
    3.3.2 工件进给速度对磨削温度的影响  44
    3.3.3 磨削深度对磨削温度的影响  44-45
  3.4 钛合金高速高效磨削槽型试验  45-47
    3.4.1 高效磨削槽型试验参数及结果  45-46
    3.4.2 成型加工实例  46-47
  3.5 本章小结  47-48
第四章 钛合金高速磨削表面完整性研究  48-60
  4.1 加工表面完整性  48
  4.2 表面粗糙度及微观形貌  48-54
    4.2.1 表面粗糙度的试验研究  49-51
    4.2.2 表面微观形貌分析  51-53
    4.2.3 分析与讨论  53-54
  4.3 已加工表层微观组织  54-55
    4.3.1 试验方法  54-55
    4.3.2 分析与讨论  55
  4.4 表面层的显微硬度  55-58
    4.4.1 加工硬化的影响因素和评价指标  55-56
    4.4.2 试验方法  56-57
    4.4.3 分析与讨论  57-58
  4.5 本章小结  58-60
第五章 总结与展望  60-62
  5.1 总结  60
  5.2 展望  60-62
参考文献  62-65
致谢  65-66
在学期间的研究成果及发表的学术论文  66

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 磨削加工与磨床 > 一般性问题 > 磨削加工工艺
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