摘要
高温合金等具有高硬度、高强度、高耐磨性、高功能性的新型材料现已广泛应用于航空、船舶及化学工业中,但由其性质可知它们多数难于加工。因此,如何对它们进行高效率高质量加工已成了急需解决的难题。
本文全面综述了高温合金等难加工材料的应用和磨削特点及各种相关加工技术的研究发展现状、应用情况等。论文针对高温合金韧性塑性大、粘附性强、磨削效率极低的特点,从提高难磨削材料磨削效率角度,提出了一种新的电解电火花机械磨削复合加工方法设计思想,论述了其加工的基本原理。
论文在提出新方法的加工装置设计思想后,主要针对装置中实验研究所需的特殊工作电极——开槽CBN砂轮、专用工作液、复合电修整所需的专用脉冲电源等进行了研究设计或分析选择,并阐述了其重要性。根据新方法复合加工的需要研制出了开槽CBN砂轮,并对其断续磨削理论和在线修整作了分析阐述。对比工作液对各种加工效果的影响,结合电解电火花加工及机械磨削的综合作用,由理论论证选择出了合适的复合加工专用工作液。对各种加工方法所用电源作了比较,根据电解电火花进行磨削复合加工的特点对所需电源提出了功能要求和主要电参数的设计要求,在满足这些要求的基础上设计出了专用电源的方框图及整体电路图。
理论论证和研究得出:论文提出的“电解电火花机械磨削复合加工法”是一种既能大幅提高高温合金磨削效率,又能获得较高磨削质量的新型磨削方法,致力于这方面的研究具有重要的理论和实际意义。
Such new materials as high-temperature alloy have high hardness, high strength, high wear ability and high functional. These new materials are applied extensively to aviation, craft and chemical industry already now. Most of them are difficult to process by its nature we can know. So how to process them with high quality and high efficiency has become a badly difficult problem in need of solution.The paper summarized application and grinding characteristics of such difficult-to-grind materials as high-temperature alloy and so on in detail. And the paper has described current situation of research, development and application of different relevant processing technologies. According to characteristics of heavy toughness plasticity and strong seizing and low grinding efficiency of high-temperature alloy, for improving grinding efficiency of difficult-to-grind material, the paper have put forward a new design philosophy of mechanical electrolysis-electro discharge system machining (MEEC) and described machining theory.After proposing design viewpoint of processing equipment of the new method, the paper mainly researched, designed or analyzed and chose special work electrode—slot CBN emery wheel needed in experiment, special-purpose treatment fluid and special-purpose pulse power source needed in electricity's compound repairing. The paper also has explained their importance; developed slot CBN emery wheel according to the needs for combined machining in new method; analyzed and described the theory of paring intermittently and in-process dressing. Comparing the impact on processing results of various kinds of the treatment fluid, combining comprehensive function of MEEC, the paper has verified and chosen a kind of suitable special-purpose treatment fluid used in combined machining. Comparing power source used in various kinds of processing methods, according to characteristics of MEEC, the paper has proposed function requirement of power source and designing requirement of main electric parameter. The paper has
引文
1.《航空制造工程手册》总编委会.航空制造工程手册(特种加工)(M).航空工业出版社,1993,186-187,360-362.
2.任敬心,康仁科,史兴宽.难加工材料的磨削(M).北京:国防工业出版社,1992,219-223.
3.赵万生,刘晋春等.实用电加工技术(M),北京:机械工业出版社,2002,6-10.
4.霍孟友,艾兴,张建华,朱振杰.超声波电火花同步复合加工新型脉冲电源的研制(J).电加工,1998,(2):31-33.
5.孟少农.机械加工工艺手册(第3卷)(M).机械工业出版社,1992,40-42.
6.李云程.模具制造工艺学(M).北京:机械工业出版社,2000,142-144.
7.沈雁鸿.电解放电复合加工工艺及其加工表面质量(J).新技术新工艺,1994,(2):17-18.
8.王营.高功率脉冲电源(M).原子能出版社,1991,223-227.
9.张学仁.数控电火花线切割加工技术(M).哈尔滨:哈尔滨工业出版社,2000,129-132.
10.余承业等.特种加工新技术(M).北京:国防工业出版社,1995,317-319.
11.刘永红,刘晋春.非导电超硬材料电解电火花复合加工脉冲电源的研制(J).电加工,1998,(2):24-28.
12.赵万生.电火花加工技术(M).哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社.
13.孔庆华.特种加工(M).上海:同济大学出版社,1997,186-190.
14.王建业,徐家文.电解加工原理及应用(M).北京:国防工业出版社,2001,48-49.
15.周泽华.金属切削原理(M).上海:上海科学技术出版社,1991.
16.李伯民,赵波.现代磨削技术(M).北京:机械工业出版社,2003,160-173,253-254.
17.刘晋春,陆纪培.特种加工(M),北京:机械工业出版社,1981.
18.张安洲,吴荣良.电解放电复合加工电参数试验研究(J).电子工艺技术,1996,(4):34-37.
19.王殿龙,陈劲枰,庞继有,孙安有,张川.新型镍基高温合金磨削性能实验研究(J).工具技术,2004,38(2):10-13.
20.何琦.特种加工在修整金属结合剂砂轮中的应用(J).江苏理工大学学报,1998,19(6):21-24.
21.何英,匡永书.精细陶瓷等硬脆材料的复合加工综述(J).电子工艺技术,1994,(6):15-17.
22.吕连山,王爱军.线切割粗精复合加工智能化脉冲电源的设计(J).佳木斯工学院院报,1997,15(1):6-10.
23.吴复兴,赖师墨,刘方军.特种加工技术发展现状与展望.北京航空工艺研究所.
24.刘永红,赵家齐,狄士春,刘晋春.聚晶金刚石、陶瓷等不导电材料的电解电火花复合加工新技术(J).新技术新工艺,1995,(4):17-18.
25.章伟,陈澄洲,张发英,罗干英,明冬兰.电解、磨粒、超声复合加工技术及其加工表面粗糙度的预测方法(J).工具技术,1998,32(2):20-23.
26.袁松梅,赵万生,刘维东,栾英艳.超声电火花复合加工的研究进展(J).航空精密制造技术,1998,34(6):17-20.
27.李久立.机械制造技术基础(M).济南:济南出版社,1998,266-268.
28.王德泉,陈艳.砂轮特性与磨削加工(M).北京:中国标准出版社,2001,223-226.
29.景璀,何英,金美华,匡永书,刘寿春,杨沛林.电解电火花机械磨削复合加工非导电硬脆材料的研究(J).新技术新工艺,1996,(5):18-19.
30.杨俊海.磨削加工与先进工艺.北京航空航天大学工程训练中心切削部.
31.王涛,李剑,高航.磨削技术的现状与发展趋势(J).机械设计与制造,2003,(2):116-118.
32.蔡光起.磨削技术现状与新进展(J).制造技术与机床,2000,(5):10-11.
33.任敬心,杨茂奎,李雅卿,吴小玲.镍基高温合金的磨削特征(J).航空学报,1997,18(6):755-758.
34.于洪方.镍基高温合金磨削烧伤机理(J).常州工业技术学院学报(自然科学版),1996,9(2):55-57.
35.康仁科,原京庭,任敬心.陶瓷结合剂CBN砂轮磨削难加工材料时磨削液的作用(J).西北工业大学学报,2000,18(4):527-531.
36.王清辉,唐亚新,徐家文.特种加工在修整金刚石磨轮中的应用(J).航空精密制造技术,1995,31(4):15-17.
37.陈明.难加工材料成形磨削烧伤研究(J).上海交通大学学报,1997,31(9):56-60.
38.夏志东等.特种加工手册(M).北京:北京工业大学出版社,2001,4-7.
39.张佳,王积森,鲍英.电火花机械复合磨削加工钢结硬质合金的实验研究(J).机械工