鎳基合金渦輪轉(zhuǎn)子葉片屬于航空發(fā)動機的關鍵零部件,其榫齒結構的緩進深切成型磨削加工是現(xiàn)階段先進制造技術研究的重要內(nèi)容。由于緩進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,導致了如下特殊現(xiàn)象:正常緩磨時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致磨削燒傷。由于目前尚缺乏鎳基合金葉片榫齒結構的緩進深切成型磨削溫度預測方法,導致從毛坯到成型的整套磨削工藝優(yōu)化制定缺乏基礎數(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構緩進深切成型磨削溫度場研究,通過仿真與實驗相結合探索以GH4169鎳基合金材料為代表的葉片榫齒結構緩進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),最終達到預測并控制磨削燒傷、從而實現(xiàn)葉片榫齒結構高效精密加工的目標。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深切成型磨削GH4169鎳基合金葉片榫齒結構實驗,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構的緩進深切成型磨削溫度場仿真。在此基礎上,建立了葉片榫齒結構緩進深切成型磨削溫度場仿真模型;通過仿真與實驗對比研究,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)驗公式。(3)基于緩進深切磨削實驗確證了本課題所建立的葉片榫齒結構磨削溫度場仿真模型的準確性。探明了葉片榫齒結構緩進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,優(yōu)化了葉片榫齒結構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。評價了優(yōu)選工藝參數(shù)組合條件下緩進深切成型磨削加工的葉片榫齒結構表面完整性,未發(fā)現(xiàn)加工缺陷。
【學位單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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緩進深切成型磨削工藝技度”是緩進深切磨削的主要特征，磨削加工時直接磨出工件幾何藝特別適用于復雜型面零件的高狀、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)場的緩進深切成型磨

南京航空航天大學碩士學位論文度研究究磨削溫度的基礎，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，對時間起點 t0、寬置造成的溫升。以此理論為基礎，指出的是，Jaeger 的矩形熱源模

產(chǎn)現(xiàn)場的緩進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 葉片榫齒結構緩進深切成型磨削示意圖1.3 緩進深切磨削溫度的研究現(xiàn)狀緩進深切磨削過程中，由于切深大、負荷重使得工件表面容易發(fā)生磨削燒傷、工件表面質(zhì)量與輪廓精度達不到要求等問題。尤其是在葉片榫齒的緩進深切成型磨削過程中，相比平面磨削，磨削液更難進入磨削弧區(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，為實現(xiàn)鎳基合金葉片榫齒結構的高效精密加工提供技術支持。因此，開展緩進深切成型磨削溫度研究具有重要意義。
【參考文獻】

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本文編號：2881716