鎳基單晶合金磨削機(jī)理的研究.pdf

1、磨削加工是精密加工和超精密加工常用的方法之一，但砂輪磨粒形狀各異，隨機(jī)分布，磨削力和磨削溫度相互耦合，加之磨削液的淬火作用，使得磨削過程十分復(fù)雜。磨削力和磨削溫度是反映磨削加工過程的兩個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)磨削質(zhì)量、工藝系統(tǒng)變形和砂輪磨損等都有直接影響。建立磨削力和磨削溫度的數(shù)學(xué)模型或仿真模型對(duì)預(yù)測(cè)磨削質(zhì)量和控制磨削過程具有重要意義。鎳基單晶合金消除了晶界，有良好的高溫性能，在航空航天領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，但在加工過程中存在著切削力大、切削溫

2、度高等問題。本文以DD402型鎳基單晶合金為例，通過實(shí)驗(yàn)分析、理論推導(dǎo)和數(shù)值仿真等手段，對(duì)鎳基單晶合金磨削過程中的磨削力和磨削溫度與工藝參數(shù)及磨削方式的關(guān)系進(jìn)行了深入全面的研究，所做的工作主要包括以下幾個(gè)方面。
　　(1)建立磨削力和磨削溫度測(cè)量系統(tǒng)。分別建立磨削力和磨削溫度的測(cè)量與采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)兩者的同步測(cè)量。
　　(2)磨削力及磨削溫度與磨削因素關(guān)系研究。分析研究工件速度、磨削深度及磨削方式對(duì)磨削力和磨削溫度的影響，通過

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別建立磨削力和磨削溫度與各因素的關(guān)系曲線，分析其內(nèi)部機(jī)理。
　　(3)磨削力的理論研究。將整個(gè)磨削區(qū)域劃分為摩擦、耕犁和成屑三個(gè)過程，分別建立對(duì)應(yīng)磨削力的模型，得到總的磨削力數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨削力的預(yù)測(cè)和控制。將磨削力的計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，分析模型的可靠性并給出誤差來源。
　　(4)磨削溫度的理論研究。基于經(jīng)典傳熱學(xué)理論，以最基本的瞬時(shí)點(diǎn)熱源為基礎(chǔ)，通過積分得到了帶狀移動(dòng)熱源和無限大面熱源下的工件的溫度場(chǎng)分布。<