鈦合金滾磨光整加工表面完整性研究.pdf

1、零件產品的質量和使用性能與其表面完整性直接相關。隨著科技的不斷進步，現代產品注重于提高加工精度的同時，更注重于提高零件的表面質量，以求實現提高產品的綜合性能，這使得提高零件的表面完整性成為現代制造技術的發(fā)展方向之一。在零件的材料和結構尺寸一定的情況下，表面完整性是影響零件疲勞性能的關鍵因素。航空零件斷裂故障的經驗表明，無論是動載疲勞破壞還是靜載延滯斷裂，其主要起因都是零件已加工表面層狀態(tài)（即表面完整性）不良所致。因此，研究表面完整性具有

2、重要的技術經濟意義。
　　一般而言，為了獲得規(guī)定的表面質量要求，通常采用光整加工技術對零件作最后處理，而光整加工中的滾磨光整加工又是應用最廣泛的工藝之一。滾磨光整加工作為一種光整加工工藝，可以細化零件表面粗糙度，改善零件表面物理力學性能，提高零件表面質量和使用性能，應用比較廣泛。與手工去毛刺及其他表面光整加工技術相比，可以省去許多勞動強度大及需對零件進行控制的工序，并且具有較高的生產效率、良好的加工效果、設備成本低、操作簡單等優(yōu)點

3、。
　　針對當前應用特別廣泛的超塑性材料TC4加工中產生的加工表面不良問題，本文采用滾磨光整加工技術對它進行加工實驗研究，并采用有限元技術進行仿真分析，期望能夠改善其表面完整性。主要研究內容如下:
　　1)采用正交實驗和單因素實驗研究了滾磨光整加工工藝對TC4工件表面粗糙度的改善情況、影響表面粗糙度的主要因素及滾磨光整加工參數對表面粗糙度的影響規(guī)律。正交實驗結果表明加工過程中磨塊直徑和加工時間對表面粗糙度影響最大，其次是滾筒

4、轉速，最后是磨塊種類。并得出本實驗較好的因素水平搭配為:滾筒轉速250 r/min，磨塊直徑sΦ5mm，磨塊種類SiC，加工時間10min。分別對磨塊種類、加工時間、磨塊直徑、滾筒轉速的單因素實驗研究得出的結論為:Al2O3磨塊、加工15min、磨塊直徑sΦ5mm、350r/min。
　　2)采用正交實驗研究了滾磨光整工藝加工TC4工件后表面硬度的變化情況和影響加工硬化的主要因素。正交實驗結果表明加工過程中滾筒轉速和磨塊直徑對表面

5、加工硬化影響最大，其次是加工時間，最后是磨塊種類。并得出本實驗較好的因素水平搭配為:滾筒轉速350 r/min，磨塊直徑sΦ5mm，磨塊種類為SiC+Al2O3混合，加工時間15min。
　　3)采用單因素實驗研究了滾筒轉速和磨塊直徑對表面金相顯微組織的影響。研究表明滾筒轉速為300r/min和磨料直徑為sΦ3mm，其他條件不變的條件下，光整加工以后，晶粒細化，晶界增多，加工效果較好。
　　4)采用ABAQUS/Explic