本文關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)超聲振動磨削鈦合金的磨削力與表面完整性研究

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【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,人們對零件的材料性能和加工精度要求不斷提高,鈦合金材料因其具有的良好性能,在制造業(yè),特別是航空航天工業(yè)中得到大量應(yīng)用。本文針對鈦合金材料制孔技術(shù),查閱相關(guān)文獻,了解了國內(nèi)外超聲振動加工技術(shù)和材料表面完整性的研究進展,從運動學(xué)角度對超聲振動磨削的機理進行研究,建立磨削力理論模型。開展旋轉(zhuǎn)超聲振動磨削TC4鈦合金的實驗,對實驗的磨削力和加工孔孔壁表面完整性進行研究,完成工作及相關(guān)結(jié)論如下：(1)建立旋轉(zhuǎn)超聲振動磨削的磨粒運動方程,繪制磨粒運動軌跡曲線,從運動學(xué)角度分析磨粒對工件材料的去除方式,主要以超聲沖擊為主,且伴隨一定的劃擦、耕犁。建立磨削力理論模型,確定對磨削力產(chǎn)生影響的各加工參數(shù),為實際加工過程中工藝參數(shù)的設(shè)置和選取提供參考。(2)搭建超聲振動加工實驗平臺,選取實驗加工工具,開展超聲磨削、超聲鉆削和傳統(tǒng)鉆削實驗,獲取實驗切削力數(shù)據(jù)。對超聲磨削的磨削力數(shù)據(jù)做信噪比分析和方差分析,獲取各加工參數(shù)對磨削力的影響顯著性和影響規(guī)律。對超聲鉆削與常規(guī)鉆削的鉆削力數(shù)據(jù)進行分析發(fā)現(xiàn),相同工況下超聲鉆削的鉆削力比常規(guī)鉆削低。歸納超聲磨削與超聲鉆削兩種加工方式的優(yōu)缺點及各自適用范圍。(3)對超聲磨削加工的孔壁表面完整性開展檢測,獲取實驗加工孔的孔壁表面粗糙度數(shù)據(jù),分析超聲磨削實驗中各加工參數(shù)對孔壁表面粗糙度的影響顯著性和影響規(guī)律。獲取超聲磨削加工后的孔壁表面形貌,對其形貌成形原因開展分析。對超聲磨削的孔壁表面進行顯微觀測和XRD分析,根據(jù)XRD分析數(shù)據(jù)繪制表層材料成分分析圖譜,為材料表層的燒傷與顯微硬度分析提供依據(jù)。(4)對超聲磨削加工的孔壁表層顯微硬度進行檢測,獲取孔壁表層顯微硬度數(shù)據(jù),繪制顯微硬度隨表層深度的變化曲線,獲取超聲磨削的孔壁硬化層深度和硬化百分比,分析孔壁表層發(fā)生硬化的原因。
【關(guān)鍵詞】：超聲振動磨削 鈦合金 磨削力 表面完整性
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG580.616
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題研究背景與意義11-12
• 1.2 超聲振動磨削加工研究進展12-15
• 1.2.1 超聲加工技術(shù)介紹12-13
• 1.2.2 超聲振動磨削加工國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 超聲振動磨削加工國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 表面完整性介紹15-17
• 1.3.1 表面完整性概念及表征參數(shù)15-16
• 1.3.2 表面完整性作用16-17
• 1.4 主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 旋轉(zhuǎn)超聲振動磨削運動學(xué)特性與機理分析18-25
• 2.1 旋轉(zhuǎn)超聲振動磨削機理分析18-19
• 2.2 旋轉(zhuǎn)超聲振動磨削運動學(xué)分析19-21
• 2.3 基于塑性材料的磨削力理論模型21-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 旋轉(zhuǎn)超聲振動磨削實驗25-35
• 3.1 實驗加工設(shè)備與平臺搭建25-28
• 3.1.1 加工機床25-26
• 3.1.2 超聲加工系統(tǒng)26-27
• 3.1.3 測力儀27
• 3.1.4 實驗平臺搭建27-28
• 3.2 實驗選材28-31
• 3.2.1 鈦合金的選取及其性能28-29
• 3.2.2 工具尺寸設(shè)計29-30
• 3.2.3 工具制作及材料選取30-31
• 3.3 實驗方案設(shè)計31-34
• 3.4 本章小節(jié)34-35
• 第4章 旋轉(zhuǎn)超聲振動磨削的磨削力分析35-48
• 4.1 磨削力數(shù)據(jù)檢測與處理35-36
• 4.2 磨削力信噪比S/N分析36-40
• 4.2.1 磨削力信噪比S/N求解36-38
• 4.2.2 加工參數(shù)對磨削力影響規(guī)律38-40
• 4.3 磨削力ANOVA分析40-43
• 4.3.1 ANOVA分析方法40-42
• 4.3.2 加工參數(shù)顯著性分析42-43
• 4.4 磨削力多因素回歸模型43-45
• 4.5 超聲磨削與超聲鉆削的適用范圍分析45-46
• 4.6 本章小結(jié)46-48
• 第5章 旋轉(zhuǎn)超聲振動磨削的表面完整性分析48-64
• 5.1 表面完整性評價指標(biāo)選取48
• 5.2 表面粗糙度48-53
• 5.2.1 表面粗糙度檢測方法與設(shè)備48-49
• 5.2.2 表面粗糙度檢測結(jié)果分析49-53
• 5.3 表面形貌53-56
• 5.3.1 表面形貌檢測53
• 5.3.2 表面形貌檢測結(jié)果分析53-54
• 5.3.3 XRD分析54-56
• 5.4 顯微硬度56-62
• 5.4.1 顯微硬度檢測方法與設(shè)備56-57
• 5.4.2 檢測樣塊制作57-58
• 5.4.3 顯微硬度相關(guān)理論分析58-59
• 5.4.4 顯微硬度檢測結(jié)果分析59-62
• 5.5 本章小結(jié)62-64
• 第6章 結(jié)論與展望64-67
• 6.1 工作總結(jié)64-65
• 6.2 工作展望65-67
• 致謝67-68
• 參考文獻68-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文72

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本文編號：896008