题目：高温合金和钛合金叶片材料的磨削表面完整性研究

高温合金和钛合金属于典型的难加工材料，其切削性能较差。铣削方式下刀具磨损快、切削力不稳定导致叶片加工精度和表面质量差，严重影响加工效率和使用性能。随着各种新型砂轮的出现，磨削工艺替代铣削成为了薄壁叶片提高型面加工精度和质量的重要方式之一。因此确定适合的工艺条件及加工参数对高温合金和钛合金叶片材料的高质量、高精度加工有重要的工程价值。国内外学者在研究过程中对中小型叶片常用的悬臂插磨方式和砂轮正常磨损过程中表面完整性变化研究较少。因此本文首先针对典型高温合金GH4169材料，对其磨削机理、砂轮种类选择、砂轮磨损对表面完整性的影响和参数优化进行研究，并根据所得结论进一步对典型钛合金材料TC4进行参数优化。

首先通过半人工热电偶的方式对磨削温度随磨削参数变化情况进行测量，并通过砂轮移动方式对砂轮表面温度场进行了测量，对立轴插磨方式下窄行深磨可以获得较低温度原因进行了深入分析。同时测量了磨削力随磨削参数的变化情况，并观察了磨削表面形貌特点。

其次对不同结合剂和不同粒度号砂轮磨削GH4169时的表面完整性情况进行了对比实验。在综合考虑砂轮形状保持能力、磨削表面质量和加工效率的基础上，选择200#电镀CBN砂轮进行磨削加工，以减少磨削过程中的换刀次数，并提高表面硬度和残余压应力；选择树脂砂轮进行抛光，以进一步降低表面粗糙度，从而获得较好的表面完整性和较高的加工效率。之后针对优选电镀砂轮正常磨损过程中的表面完整性变化情况进行了研究。

最后针对GH4169和TC4进行参数优化实验，两种材料对参数敏感程度不同导致优化目标有所不同。GH4169磨削表面残余压应力较大，并且表面残余应力和硬度对磨削参数的变化不敏感，因此主要以降低磨削粗糙度为主要指标对磨削参数进行优化。TC4材料的磨削表面硬度和残余应力对磨削参数较为敏感，因此将获得残余压应力，磨削表面硬度与铣削硬度接近作为约束条件，以降低表面粗糙度作为优化目标。最终得到两种叶片的优化磨削参数并应用于实际叶片生产中。