鈦合金滾磨光整加工表面完整性研究.pdf

1、零件產(chǎn)品的質(zhì)量和使用性能與其表面完整性直接相關(guān)。隨著科技的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代產(chǎn)品注重于提高加工精度的同時(shí)，更注重于提高零件的表面質(zhì)量，以求實(shí)現(xiàn)提高產(chǎn)品的綜合性能，這使得提高零件的表面完整性成為現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展方向之一。在零件的材料和結(jié)構(gòu)尺寸一定的情況下，表面完整性是影響零件疲勞性能的關(guān)鍵因素。航空零件斷裂故障的經(jīng)驗(yàn)表明，無(wú)論是動(dòng)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(shù)經(jīng)濟(jì)意義。
　　一般而言，為了獲得規(guī)定的表面質(zhì)量要求，通常采用光整加工技術(shù)對(duì)零件作最后處理，而光整加工中的滾磨光整加工又是應(yīng)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(xì)化零件表面粗糙度，改善零件表面物理力學(xué)性能，提高零件表面質(zhì)量和使用性能，應(yīng)用比較廣泛。與手工去毛刺及其他表面光整加工技術(shù)相比，可以省去許多勞動(dòng)強(qiáng)度大及需對(duì)零件進(jìn)行控制的工序，并且具有較高的生產(chǎn)效率、良好的加工效果、設(shè)備成本低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)

3、。
　　針對(duì)當(dāng)前應(yīng)用特別廣泛的超塑性材料TC4加工中產(chǎn)生的加工表面不良問(wèn)題，本文采用滾磨光整加工技術(shù)對(duì)它進(jìn)行加工實(shí)驗(yàn)研究，并采用有限元技術(shù)進(jìn)行仿真分析，期望能夠改善其表面完整性。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1)采用正交實(shí)驗(yàn)和單因素實(shí)驗(yàn)研究了滾磨光整加工工藝對(duì)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(shù)對(duì)表面粗糙度的影響規(guī)律。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明加工過(guò)程中磨塊直徑和加工時(shí)間對(duì)表面粗糙度影響最大，其次是滾筒

4、轉(zhuǎn)速，最后是磨塊種類。并得出本實(shí)驗(yàn)較好的因素水平搭配為:滾筒轉(zhuǎn)速250 r/min，磨塊直徑sΦ5mm，磨塊種類SiC，加工時(shí)間10min。分別對(duì)磨塊種類、加工時(shí)間、磨塊直徑、滾筒轉(zhuǎn)速的單因素實(shí)驗(yàn)研究得出的結(jié)論為:Al2O3磨塊、加工15min、磨塊直徑sΦ5mm、350r/min。
　　2)采用正交實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明加工過(guò)程中滾筒轉(zhuǎn)速和磨塊直徑對(duì)表面

5、加工硬化影響最大，其次是加工時(shí)間，最后是磨塊種類。并得出本實(shí)驗(yàn)較好的因素水平搭配為:滾筒轉(zhuǎn)速350 r/min，磨塊直徑sΦ5mm，磨塊種類為SiC+Al2O3混合，加工時(shí)間15min。
　　3)采用單因素實(shí)驗(yàn)研究了滾筒轉(zhuǎn)速和磨塊直徑對(duì)表面金相顯微組織的影響。研究表明滾筒轉(zhuǎn)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(xì)化，晶界增多，加工效果較好。
　　4)采用ABAQUS/Explic