● 摘要
航空发动机叶片是航空发动机的重要零件,其材料属于典型难加工材料,且结构属于典型难加工复杂曲面结构。在叶片加工工艺中,磨削加工是最重要的手段之一,是保证叶片加工质量的关键工序。难加工材料具有许多优良的性能,但是其材料特性同样给难加工材料的磨削带来了极大的困难。我国难加工材料的精密磨削技术起步晚、发展慢,已成为制约我国航空工业发展的瓶颈。因此,对难加工材料磨削机理及工艺参数的研究具有重要而紧迫的现实意义。本文在航空发动机叶片典型难加工材料高温合金GH4169的磨削工艺实验研究基础之上,对陶瓷及电镀CBN砂轮磨削高温合金GH4169时的磨削温度以及磨削表面完整性进行了深入的分析研究。主要研究内容如下:(1)通过分析得出端面磨削的磨削区接触线长度是造成磨削烧伤的主要原因,并通过实验得出高温合金GH4169材料磨削加工的临界烧伤温度。(2) 对高温合金GH4169的磨削温度及磨削烧伤进行了实验研究,深入分析了影响高温合金GH4169磨削温度的因素及影响规律,建立了磨削温度与磨削参数之间的量化关系;并研究了表面烧伤与其他表面完整性指标的关系。(3) 通过陶瓷CBN砂轮磨削高温合金GH4169的实验研究,测定了磨削加工表面的残余应力形态以及大小,分析得到了不同磨削参数分别对于磨削表层残余应力及表面粗糙度的影响规律;对比了铣削磨削两种加工工艺对高温合金GH4169加工硬化的影响,并得出了不同磨削参数对其加工硬化的影响规律。(4)提出了回转抛光的思想并据此制作了新型抛光轮。针对铣削后的GH4169叶片叶身进行抛光实验,结果表明回转抛光工艺能够有效的去除了叶片铣削加工时所残留的接刀痕迹,抛光后叶盆叶背的表面粗糙度分别降低了71%及92.4%。
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