论文部分内容阅读
钛合金以其比强度高、抗腐蚀性能好、无磁性、耐热性能好、疲劳强度高等特性,在航空、航天、航海、汽车、医学等领域获得了广泛的应用。然而,钛合金是一种典型的难加工材料,加工中存在许多难题。磨削时磨削力大,磨削温度高、砂轮钝化迅速、表面质量差。高速磨削技术通过提高砂轮线速度来改善表面加工质量或提高加工效率,具有磨削力小、磨削温度低,工件变形小,砂轮寿命长等特点,被誉为“现代磨削技术的最高峰”,在钛合金的高效磨削加工中有着十分广阔的应用前景。以往在研究钛合金高速磨削时,主要采用电镀CBN砂轮作为磨削工具。近年来,陶瓷结合剂CBN砂轮因其制造水平提高而逐步应用于高速磨削领域中。由于具有刚性好、砂轮表面锋利、磨粒把持强度搞高、耐高温、气孔可调等优点,陶瓷结合剂CBN砂轮有望成为实现钛合金高速磨削的关键工具,因此倍受研究者关注。本文在HP408高速磨床上,采用陶瓷结合剂CBN砂轮,对钛合金TC4进行了不同工艺条件下的高速磨削实验,利用压电晶体测力仪及热电偶夹丝法测量了不同磨削工艺参数下的磨削力、磨削温度,分析讨论了加工参数对磨削力、磨削功率、磨削比能、磨削温度及热量分配比例的影响;同时对工件加工表面进行表面粗糙度测量、表面形貌(SEM)观察和能谱分析(EDS)检测,分析了加工参数对工件表面质量的影响规律。得出以下结论:1、采用陶瓷结合剂CBN砂轮高速磨削钛合金TC4,在本文实验条件下可以获得较低的磨削力、磨削温度及传入工件的热量。磨削比能为28.11～124.32J/mm~3,热量分配比例为8.4%～32.8%之间。2、钛合金TC4材料高速磨削时,磨削深度对磨削力的影响最大,而砂轮线速度对磨削温度的影响最大。3、普通磨削时,磨削工件表面存在涂覆物,主要表现为滑擦引起的重叠,随着砂轮线速度的增加,钛合金TC4材料以塑性去除为主,表面粗糙度值显著降低。4、采用陶瓷结合剂CBN砂轮高速磨削钛合金TC4材料,在相同加工表面质量的条件下可大大提高加工生产率,在相同材料去除率的条件下能得到较好的表面质量。