186月

合金材料的精密镜面加工机理及工艺技术研究

        随着现代制造技术的发展,合金材料以其耐高温、耐腐蚀和耐磨损的优良特性(如钛合金、不锈钢)在核工业、航空航天和民用等行业的应用越来越广泛。合金材料的加工主要采用车、铣的方法。精密加工时,容易在工件表面留下刀痕,且合金材料具有较高的韧性和延展率,切削很容易粘刀,造成刀具磨损严重,经济效益较差。近年来随着精密磨削技术的发展,出现了合金材料精密磨削新工艺,可大幅度提高合金材料精密加工的精度和效率,降低加工成本。
        本文针对钛合金和不锈钢这两种典型合金材料的精密加工工艺技术进行深入研究后,得出对合金材料精密镜面加工具有指导意义的加工机理及工艺的普遍规律。主要内容包括:
(1)建立了合金材料的精密磨削去除模型。本论文研究了典型合金材料钛合金、不锈钢在精密磨削和抛光过程中的加工机理,建立了典型合金材料精密加工的去除模型:将磨削加工过程分为摩擦、塑性犁沟和切削三阶段,分析不同阶段切削力及材料变形特点,建立了合金材料的磨削模型。
(2)建立了合金材料的抛光去除模型。通过对钛合金和不锈钢精密抛光加工机理深入研究,结合对大量钛合金和不锈钢进行的精密镜面抛光加工实验结果的分心,得出了合金材料精密抛光加工的去除模型。
(3)对合金材料ELID专用磨削液进行了研究。针对合金材料ELID精密镜面磨削过程中电解磨削液锈蚀作用进行了较深入研究,通过大量防锈实验,改进了磨削电解液的配方和制作工艺,大大提高了磨削液的防锈能力和使用效能。
(4)总结出了合金材料精密镜面加工工艺规律。通过对钛合金和不锈钢等典型合金材料进行ELID精密镜面磨削和精密机械抛光实验,在借鉴前人合金材料精密磨削和抛光加工中的研究经验的基础上,优化工艺参数,总结出了合金材料精密镜面加工工艺规律。
    通过采用ELID磨削和机械抛光相结合的新工艺方法,得到了较高的表面质量的加工样件(Ra达到0.015um),研究成果对合金材料的精密镜面加工具有指导意义。