本文關(guān)鍵詞：鈦合金TC4超高速磨削表面完整性的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 鈦合金材料具有許多優(yōu)異的物理機(jī)械性能,如高的比強(qiáng)度、耐高溫、熱強(qiáng)性高等,在航空航天、汽車、工具、模具等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。然而,也正因?yàn)殁伜辖鸬牟牧咸匦?給傳統(tǒng)的磨削加工方式帶來了極大的挑戰(zhàn),如化學(xué)活性大高,材料熱導(dǎo)率低且熱強(qiáng)性高,使磨削力大,磨削溫度高,易堵塞和粘附砂輪,造成加工表面層形成較大的殘余拉應(yīng)力,表面粗糙度差,砂輪壽命低,極易產(chǎn)生磨削燒傷和表面/亞表面裂紋等。這極大地增加了鈦合金材料的加工成本,嚴(yán)重地阻礙了其進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。超高速磨削技術(shù)是通過提高砂輪線速度來改善表面加工質(zhì)量或提高加工效率的一種現(xiàn)代加工技術(shù),具有磨削力小、磨削溫度低,工件變形小,砂輪壽命長等特點(diǎn),被譽(yù)為“現(xiàn)代磨削技術(shù)的最高峰”。對(duì)比分析鈦合金傳統(tǒng)磨削難點(diǎn)與超高速磨削特點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn),超高速磨削具有解決鈦合金高效精密加工的潛力。 文獻(xiàn)檢索表明目前國內(nèi)外對(duì)鈦合金超高速磨削工藝方面的研究還很少,有些領(lǐng)域甚至是空白。針對(duì)于此,本文以應(yīng)用最普遍的鈦合金材料——TC4為研究對(duì)象,在湖南大學(xué)自主開發(fā)的314m/s超高速磨削試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了超高速磨削工藝試驗(yàn),在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)研究了磨削工藝參數(shù)對(duì)磨削力及表面完整性(包括表面粗糙度、材料表面硬化層的微觀硬度與白層)的影響,得出以下結(jié)論: (1)采用超高速磨削技術(shù)進(jìn)行鈦合金TC4的磨削,可以有效地降低磨削力,減少砂輪的粘附,并獲得較好的表面粗糙度。 (2)在鈦合金TC4的高速超高速磨削工藝中,工藝參數(shù)對(duì)單位面積磨削力的影響較大:單位面積法向磨削力與切向磨削力Ft均隨磨削深度ap和工件速度vw的增大而增大,隨砂輪線速度的升高而減小。 (3)在鈦合金的超高速磨削表面存在白層和熱影響層,在超高速磨削條件下,白層的厚度較薄。磨削深度的增大使得磨削力和比磨削能均增大,相變的機(jī)會(huì)增多,故白層厚度隨磨削深度的增大而增大;亞表面微觀硬度變化規(guī)律與白層、熱影響層厚度有很好的相關(guān)性。 (4)以砂輪線速度、磨削深度和工件速度作為輸入特征量,采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)工件表面粗糙度值進(jìn)行預(yù)測。結(jié)果表明這種方法能夠有效實(shí)現(xiàn)鈦合金TC4超高速磨削的表面粗糙度預(yù)測,預(yù)測結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)基本一致。
【關(guān)鍵詞】：高速磨削 鈦合金 表面完整性 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TG580.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 超高速加工理論與磨削機(jī)理11-13
• 1.2.1 高速/超高速加工理論11-12
• 1.2.2 高速/超高速磨削機(jī)理12-13
• 1.3 高速/超高速磨削技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 國外高速/超高速磨削技術(shù)的發(fā)展13-15
• 1.3.2 國內(nèi)高速/超高速磨削技術(shù)的發(fā)展15-16
• 1.4 課題來源及研究意義16-17
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 鈦合金材料特性及其磨削特點(diǎn)19-31
• 2.1 鈦合金材料特性19-21
• 2.1.1 鈦合金的分類19-20
• 2.1.2 鈦合金TC4 的材料性能20-21
• 2.1.3 鈦合金TC4 的加工工藝特性21
• 2.2 鈦合金材磨削特點(diǎn)21-24
• 2.2.1 鈦合金磨削特性21-23
• 2.2.2 鈦合金磨削技術(shù)進(jìn)展23-24
• 2.3 磨削表面完整性24-29
• 2.3.1 表面完整性定義24-25
• 2.3.2 表面完整性評(píng)價(jià)25-27
• 2.3.3 磨削加工表面完整性27-29
• 2.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其軟件實(shí)現(xiàn)29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 鈦合金TC4超高速磨削工藝實(shí)驗(yàn)方案31-39
• 3.1 試驗(yàn)設(shè)備31-33
• 3.1.1 超高速磨削試驗(yàn)臺(tái)31-32
• 3.1.2 砂輪及其修整32-33
• 3.2 試件材料33
• 3.3 磨削力信號(hào)的采集與處理33-37
• 3.4 檢測儀器37-38
• 3.4.1 表面粗糙度儀37
• 3.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM)37-38
• 3.5 工藝試驗(yàn)方案38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第4章 磨削參數(shù)對(duì)表面完整性的影響39-49
• 4.1 砂輪線速度對(duì)磨削力影響39-40
• 4.2 磨削深度對(duì)磨削力的影響40-41
• 4.3 工作臺(tái)速度對(duì)磨削力的影響41-42
• 4.4 磨削前后砂輪形貌的變化42
• 4.5 表面完整性觀測與分析42-48
• 4.5.1 試件表面粗糙度42-44
• 4.5.2 試件表面微觀形貌44-45
• 4.5.3 白層的觀測及分析45-47
• 4.5.4 微觀硬度的測量與分析47-48
• 4.6 本章小結(jié)48-49
• 第5章 基于BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工件表面粗糙度的預(yù)測49-57
• 5.1 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理49-52
• 5.1.1 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)50
• 5.1.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重要公式及學(xué)習(xí)算法50-52
• 5.2 基于BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的表面粗糙度的預(yù)測過程52-56
• 5.2.1 Matlab 軟件介紹52
• 5.2.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的建立52-53
• 5.2.3 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測的Matlab 實(shí)現(xiàn)53-55
• 5.2.4 表面粗糙度預(yù)測結(jié)果分析55-56
• 5.3 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論與展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62

【引證文獻(xiàn)】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張為;高速切削鈦合金薄壁件表面完整性及型面變形預(yù)測[D];哈爾濱理工大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 黑華征;CBN砂輪高速磨削鈦合金試驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

2 程澤;單顆磨粒高速磨削鎳基高溫合金機(jī)理研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

3 俞興華;陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪高速磨削鈦合金（TC4）的實(shí)驗(yàn)研究[D];華僑大學(xué);2011年

4 李亮亮;小磨頭磨削鈦合金TC11的表面完整性研究[D];大連理工大學(xué);2012年

5 龍超;高速銑削P20模具鋼表面粗糙度與銑削參數(shù)的研究[D];燕山大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：鈦合金TC4超高速磨削表面完整性的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：309055