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高温合金深孔珩磨技术研究

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摘要

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第一章 绪论

1.1 研究高温合金深孔珩磨的目的和意义

1.2 高温合金深孔珩磨研究的国内外现状

1.2.1 高温合金磨削加工国内外现状

1.2.2 深孔珩磨国内外现状

1.3 课题的来源和主要研究内容

1.3.1 题目来源

1.3.2 主要研究内容

1.4 创新点

第二章 高温合金材料磨削加工性分析

2.1 高温合金的分类

2.2 高温合金、钛合金和45#钢的物理机械性能比较

2.3 高温合金珩磨加工性的评定

2.3.1 用磨削力评定高温合金珩磨加工性

2.3.2 用磨削温度评定高温合金珩磨加工性

2.3.3 用磨削比评定高温合金珩磨加工性

2.4 高温合金珩磨加工性能分析

2.5 小结

第三章 高温合金深孔珩磨技术及机理研究

3.1 深孔珩磨的原理和特点

3.1.1 深孔珩磨的原理

3.1.2 深孔珩磨的特点

3.1.3 珩磨加工的油石径向进给方式

3.2 高温合金深孔珩磨头结构设计

3.2.1 装置的设计原则

3.2.2 珩磨头体结构设计

3.2.3 珩磨头涨锥设计

3.2.4 油石座的设计

3.3 高温合金深孔珩磨油石

3.4 高温合金深孔珩磨液

3.4.1 珩磨液的作用

3.4.2 高温合金深孔珩磨液的选用

3.5 磨料去除材料机理

3.5.1 单颗磨粒的磨削过程

3.5.2 单颗磨粒磨削物理模型

3.5.3 磨料去除材料的基本原理

3.5.4 磨料特性对材料去除的影响

3.6 高温合金珩磨油石粘附机理研究

3.6.1 油石磨粒粘附原因分析

3.6.2 油石表面磨粒粘附形成、发展过程

3.6.3 珩磨油石粘附率数学模型

3.6.4 珩磨油石粘附率数学模型理论分析结论

3.7 高温合金深孔珩磨油石自锐性研究

3.7.1 油石磨粒自锐过程

3.7.2 油石珩磨过程中的磨粒磨削状态

3.8 高温合金深孔珩磨油石磨粒破碎研究

3.9 小结

第四章 高温合金深孔珩磨试验研究

4.1 试验条件

4.1.1 试验系统

4.1.2 工况条件

4.1.3 试验测量和记录设备

4.2 高温合金深孔珩磨油石磨料试验研究

4.2.1 试验目的

4.2.2 不同磨料油石对比试验

4.2.3 准备阶段

4.2.4 试验步骤

4.2.5 四类不同油石对比试验结果

4.2.6 试验结果分析与结论

4.3 高温合金深孔珩磨珩磨液对比试验研究

4.3.1 试验目的

4.3.2 试验步骤

4.3.3 两种珩磨液对比试验结果及分析

4.4 陶瓷刚玉高效率珩磨高温合金机理分析

4.5 高温合金深孔珩磨油石粘附率试验验证

4.5.1 油石粘附率测量试验

4.5.2 油石粘附率与其他因素的关系

4.5 小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

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摘要

高温合金由于其优异的力学性能、热强性和热稳定性好等优点被广泛应用于航空航天、船舶、石油化工等领域。但是高温合金的珩磨加工性极差,在珩磨过程中容易出现油石粘附堵塞、磨削温度高和效率低等现象,属于典型的难加工材料。近年来深孔零件的应用越来越广泛,尤其是难加工材料的深孔加工需求量越来越多。深孑L加工本身在机械加工中属于加工难度大、专业性强的加工技术,高温合金的深孔珩磨难度更大,加之目前还没有深孔珩磨高温合金的成熟工艺参数(合理的珩磨油石、珩磨用量和珩磨液),因此有必要对高温合金深孔珩磨机理进行深入研究。本论文从单颗磨粒去除材料过程研究入手,结合高温合金深孔珩磨试验,对油石工作表面粘附率进行测量和数学建模,为高温合金深孔珩磨的加工工艺参数优化提供了理论依据。开展的工作主要包括:
  (1)在分析了高温合金的切削性能和现代深孔珩磨技术的基础上,设计和研制了符合实际工况的高温合金深孔珩磨装置。
  (2)分析和研究了深孔珩磨镍基高温合金inconel718的材料去除机理,建立了单颗磨粒去除材料的物理模型,建立了油石表面粘附率数学模型。
  (3)针对镍基高温合金inconel718开展了恒压状态的高温合金深孔珩磨试验;对油石表面粘附情况和自锐性进行了分析,并与不同油石和珩磨液之间进行了对比;测试了不同的珩磨参数下珩磨效率的影响因素,探讨了各个因素对高温合金珩磨加工的影响规律。通过研究珩磨压力、工件速度、珩磨路程对油石粘附的影响,深入研究油石粘附机理。在此基础上,对高温合金深孔珩磨工艺参数进行了优化。

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