鎳基合金渦輪轉(zhuǎn)子葉片屬于航空發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵零部件,其榫齒結(jié)構(gòu)的緩進(jìn)深切成型磨削加工是現(xiàn)階段先進(jìn)制造技術(shù)研究的重要內(nèi)容。由于緩進(jìn)深切磨削過程中加工弧區(qū)磨削液的泡核沸騰與成膜沸騰效應(yīng),導(dǎo)致了如下特殊現(xiàn)象:正常緩磨時(shí)工件表面溫度可長期有效控制在約130℃,但溫度又容易突然升高導(dǎo)致磨削燒傷。由于目前尚缺乏鎳基合金葉片榫齒結(jié)構(gòu)的緩進(jìn)深切成型磨削溫度預(yù)測方法,導(dǎo)致從毛坯到成型的整套磨削工藝優(yōu)化制定缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù),磨削突發(fā)燒傷難以有效控制。有鑒于此,本課題提出開展鎳基合金葉片榫齒結(jié)構(gòu)緩進(jìn)深切成型磨削溫度場研究,通過仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合探索以GH4169鎳基合金材料為代表的葉片榫齒結(jié)構(gòu)緩進(jìn)深切成型磨削過程溫度分布與演變規(guī)律,據(jù)此優(yōu)選磨削參數(shù),最終達(dá)到預(yù)測并控制磨削燒傷、從而實(shí)現(xiàn)葉片榫齒結(jié)構(gòu)高效精密加工的目標(biāo)。本文的主要創(chuàng)新工作及取得的成果如下:(1)開展了棕剛玉砂輪緩進(jìn)深切成型磨削GH4169鎳基合金葉片榫齒結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn),測試了磨削力與磨削溫度,建立了包含磨削參數(shù)與總磨削深度在內(nèi)的切向磨削力經(jīng)驗(yàn)公式。研究發(fā)現(xiàn),葉片榫齒齒頂?shù)哪ハ鳒囟雀哂邶X根溫度,并且不同齒頂?shù)淖罡吣ハ鳒囟然疽恢隆?2)通過對比分析,發(fā)現(xiàn)三角形移動熱源模型比矩形移動熱源模型更適合用于葉片榫齒結(jié)構(gòu)的緩進(jìn)深切成型磨削溫度場仿真。在此基礎(chǔ)上,建立了葉片榫齒結(jié)構(gòu)緩進(jìn)深切成型磨削溫度場仿真模型;通過仿真與實(shí)驗(yàn)對比研究,確定了不同磨削工藝條件下弧區(qū)磨削液冷卻系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式。(3)基于緩進(jìn)深切磨削實(shí)驗(yàn)確證了本課題所建立的葉片榫齒結(jié)構(gòu)磨削溫度場仿真模型的準(zhǔn)確性。探明了葉片榫齒結(jié)構(gòu)緩進(jìn)深切成型磨削溫度的分布特征與演變規(guī)律,發(fā)現(xiàn)榫齒頂部通常為最高磨削溫度區(qū)域,容易發(fā)生磨削燒傷現(xiàn)象。以此為基礎(chǔ),優(yōu)化了葉片榫齒結(jié)構(gòu)從矩形毛坯到完全加工成型的整套磨削工藝參數(shù)組合,提高了加工效率。評價(jià)了優(yōu)選工藝參數(shù)組合條件下緩進(jìn)深切成型磨削加工的葉片榫齒結(jié)構(gòu)表面完整性,未發(fā)現(xiàn)加工缺陷。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V263;TG580.6
【部分圖文】：

并且砂輪的磨損與黏附堵塞也熱導(dǎo)率較低，使得磨削過程中產(chǎn)以保證中，由于磨削溫度高等因素使得工件表層，易造成工件表層燒傷構(gòu)緩進(jìn)深切成型磨削工藝技度”是緩進(jìn)深切磨削的主要特征，磨削加工時(shí)直接磨出工件幾何藝特別適用于復(fù)雜型面零件的高狀、表面完整性好的優(yōu)勢[9,10]，已金渦輪葉片榫齒加工困難的問題階段生產(chǎn)現(xiàn)場的緩進(jìn)深切成型磨

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文度研究究磨削溫度的基礎(chǔ)，為此國內(nèi)外眾Jaeger 首次提出了磨削過程的移主要特征在于，假設(shè)一矩形均布工件已加工表面與未加工表面重到某一位置時(shí)，對時(shí)間起點(diǎn) t0、寬置造成的溫升。以此理論為基礎(chǔ)，指出的是，Jaeger 的矩形熱源模

產(chǎn)現(xiàn)場的緩進(jìn)深切成型磨削葉片榫齒材料去除率通常為0.1-2mm3/mm s。圖 1.1 葉片榫齒結(jié)構(gòu)緩進(jìn)深切成型磨削示意圖1.3 緩進(jìn)深切磨削溫度的研究現(xiàn)狀緩進(jìn)深切磨削過程中，由于切深大、負(fù)荷重使得工件表面容易發(fā)生磨削燒傷、工件表面質(zhì)量與輪廓精度達(dá)不到要求等問題。尤其是在葉片榫齒的緩進(jìn)深切成型磨削過程中，相比平面磨削，磨削液更難進(jìn)入磨削弧區(qū)，非常容易發(fā)生磨削燒傷，這就需要深入研究成型磨削過程中磨削溫度的分布與變化規(guī)律，由此提出可靠的工藝策略以控制磨削溫度，從而避免磨削燒傷的發(fā)生，為實(shí)現(xiàn)鎳基合金葉片榫齒結(jié)構(gòu)的高效精密加工提供技術(shù)支持。因此，開展緩進(jìn)深切成型磨削溫度研究具有重要意義。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 姚進(jìn)軍;高聯(lián)科;鄧斌;;鎳基高溫合金的技術(shù)進(jìn)展[J];新材料產(chǎn)業(yè);2015年12期

2 肖磊;明興祖;劉金華;高欽;龍譽(yù);;面齒輪磨削溫度建模仿真與分析[J];湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2015年05期

3 楊宇航;黃云;王亞杰;肖貴堅(jiān);魏和平;;GH4169高溫鎳基合金砂帶磨削工藝試驗(yàn)分析[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2015年09期

4 王艷;謝建華;劉建國;張省;;基于瑞利分布的平面磨削溫度場的仿真研究[J];中國機(jī)械工程;2015年04期

5 徐九華;張志偉;傅玉燦;;鎳基高溫合金高效成型磨削的研究進(jìn)展與展望[J];航空學(xué)報(bào);2014年02期

6 任小中;朱鵬飛;任宏雷;;不同磨削參數(shù)下成形法磨齒溫度場的研究[J];河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年02期

7 沈平華;傅玉燦;田霖;;CBN砂輪磨削鎳基高溫合金磨削溫度實(shí)驗(yàn)研究[J];金剛石與磨料磨具工程;2012年03期

8 王會陽;安云岐;李承宇;晁兵;倪雅;劉國彬;李萍;;鎳基高溫合金材料的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2011年S2期

9 嚴(yán)宏志;明興祖;陳書涵;鐘掘;;基于溫度場的磨齒熱特性研究[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2007年07期

10 陳明;難加工材料成形磨削燒傷研究[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);1997年09期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 陳珍珍;多孔復(fù)合結(jié)合劑立方氮化硼砂輪高效磨削研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

2 馬可;基于熱管技術(shù)的磨削弧區(qū)強(qiáng)化換熱基礎(chǔ)研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

3 毛聰;平面磨削溫度場及熱損傷的研究[D];湖南大學(xué);2008年

4 丁文鋒;鎳基高溫合金高效磨削用單層釬焊立方氮化硼砂輪的研制[D];南京航空航天大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 余飛;齒輪成形磨削界面熱力耦合研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2014年

2 彭遠(yuǎn)志;大平面砂輪磨削溫度的理論分析及數(shù)值仿真[D];重慶大學(xué);2014年

3 朱鵬飛;基于溫度場的成形法磨齒熱影響機(jī)理研究[D];河南科技大學(xué);2013年

4 周濤;合金滲碳鋼20CrMnTi的成形磨削工藝試驗(yàn)及仿真研究[D];湖南大學(xué);2012年

5 李聰;磨削加工表面燒傷機(jī)理及仿真研究[D];東北大學(xué);2011年

6 馬引平;超高速成型磨削工藝試驗(yàn)研究[D];東北大學(xué);2011年

7 徐鵬;CBN砂輪高速磨削鎳基高溫合金實(shí)驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

8 嚴(yán)勇;金屬材料超高速磨削溫度場的有限元仿真[D];湖南大學(xué);2009年

9 陳學(xué)文;濕磨溫度場的理論研究及有限元仿真[D];天津大學(xué);2007年

本文編號：2881716