本文關鍵詞：加壓內冷卻CBN砂輪的研制及其磨削鎳基高溫合金實驗研究

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【摘要】：鎳基高溫合金具有優(yōu)良的機械性能,然而作為一種難加工材料,在磨削加工中產(chǎn)生的高磨削熱將引發(fā)工件表層產(chǎn)生磨削燒傷,從而極大地制約零件的磨削效率。為有效控制磨削弧區(qū)溫度,常采用有效的冷卻方式來帶走磨削加工產(chǎn)生的熱量。然而,常規(guī)的冷卻方式雖然能在一定程度上降低磨削弧區(qū)溫度,但都存在冷卻效率低、效果不顯著等局限性。因此設計開發(fā)出能解決鎳基高溫合金磨削熱難題的磨削冷卻砂輪具有重大的意義。本文將斷續(xù)磨削與加壓內冷卻方法結合,設計砂輪并對砂輪結構進行強度校核和傳熱分析,確定砂輪結構、傳熱散熱通道,設計圓周方向磨粒的有序間歇均布排列方式,在砂輪基體內部加工出冷卻液型腔和流道,注入加壓冷卻液,利用加壓內冷卻方法實現(xiàn)對砂輪磨削的連續(xù)充分冷卻。本文主要研究內容如下:首先,依據(jù)目前國內外鎳基高溫合金磨削加工冷卻技術相關研究進展,對砂輪結構進行理論方案設計,確定砂輪基本結構參數(shù),設計加壓內冷卻系統(tǒng)反推數(shù)控機床的配套夾具,搭建基于斷續(xù)磨削的加壓內冷卻砂輪磨削平臺。其次,根據(jù)砂輪與工件材質,利用流體力學與磨削熱傳導分配情況,計算出理論冷卻所需要的冷卻液流量;結合砂輪結構,構建流體區(qū)域的三維模型,運用ICEM對流域進行網(wǎng)格劃分,再導入Fluent中對其進行數(shù)值模擬計算,分析流道內流體流動的效果,以此為基礎確定流道最優(yōu)結構參數(shù)。然后,利用ANSYS Workbench軟件平臺對砂輪基體進行有限元分析。其中包括模態(tài)分析、諧響應分析、應力分析,從而得到砂輪體的固有頻率和振型以及應力分布情況。采用有限元分析方法模擬運算,可由此在基體設計階段避免砂輪在磨削加工過程中發(fā)生共振等破壞,確保設計與制造砂輪的安全、可靠。最后,通過新型陶瓷結合劑CBN砂輪斷續(xù)磨削鎳基高溫合金GH4169的磨削實驗,對比此種新型砂輪在加壓內冷卻與外部澆注冷卻條件下的磨削性能,測量不同實驗方案下的磨削溫度、磨削力、粗糙度、表面硬化以及加工表面形貌。實驗結果表明:在相同的磨削參數(shù)下,加壓內冷卻法可比外部澆注法可獲得更低的磨削溫度,獲得更加優(yōu)良的加工表面質量及粗糙度,而兩種方法對在磨削力的結果上區(qū)別并不明顯。
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG743;TG580.6

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1 迅一;砂輪的修整[J];機床與工具;1955年05期

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4 趙鷺華;砂輪性能的評價[J];磨料磨具與磨削;1981年03期

5 中山一雄 ,高木純一郎 ,譚瑞星;砂輪銳利性的測定[J];磨料磨具與磨削;1984年01期

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9 肖安定;砂輪堵塞的測量[J];廣西工學院學報;1994年04期

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1 李剛;白云利;;變頻技術在砂輪制造業(yè)的應用[A];2000年晉冀魯豫鄂蒙六省區(qū)機械工程學會學術研討會論文集（河南分冊）[C];2000年

2 王紅軍;李改利;;基于激光的砂輪地貌檢測技術研究[A];北京機械工程學會2008年優(yōu)秀論文集[C];2008年

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4 吳永孝;張廣玉;呂維新;徐建良;;超聲波振動修整砂輪的研究[A];中國電子學會生產(chǎn)技術學分會機械加工專業(yè)委員會第六屆學術年會論文集[C];1995年

5 賀獻寶;;利用PVA砂輪提高工件表面粗糙度等級[A];晉冀魯豫鄂蒙川云貴甘滬湘十二省區(qū)市機械工程學會學術年會論文集（河南分冊）[C];2005年

6 王先逵;馬明霞;應寶閣;;金屬結合劑金剛石微粉砂輪電火花修銳技術研究[A];第八屆全國電加工學術年會論文集[C];1997年

7 余劍武;何利華;尚振濤;尹韶輝;黎文;覃新元;;微細砂輪電火花修整實驗研究[A];第15屆全國特種加工學術會議論文集（上）[C];2013年

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1 李長江;分切薄刀和砂輪的選用及使用方法[N];中國包裝報;2006年

2 劉平;百名專家解讀百種產(chǎn)品質量[N];中國質量報;2010年

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