微孔砂轮射流冲击内外冷却技术在钛合金磨削中的应用研究.pdf

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1、第8期机械设计与制造2010年8月MachineryDesign&Manufacture7l文章编号：1001—3997(2010)08—0071—03微孔砂轮射流冲击内外冷却技术在钛合金磨削中的应用研究陈晓梅张德明靖崇龙许建伟周久兵窦智宇李志春(中国电子科技集团公司第十四研究所，南京210013)ApplicationstudyonthegrindingTi-6AI-4Vofjetimpingingcoolingbothin&outtoporegrindingwheelCHENXiao—mei，ZHANGDe—mi

2、ng，JINGChong—long，XUJian—wei，ZHOUJiu—bing，DOUZhi—yu，LIZhi—ehun(TheNo．14thinstituteofCETC，Nanjing210013，China)；【摘要】论述了钛合金材料理化栉陡和导致磨削加工困难的原因；阐述了冷却液在磨削中的基本ll作用；描述了微孔砂轮射流冲击内外冷却机理；给出了微孔砂轮射流冲击内外冷却磨削钛合金零件表面质量和—砂轮表面形貌电子扫描分析报告；指出微孔砂轮射流冲击内外冷却新工艺最大限度地发挥了冷却i液的冷却、润滑和冲淋作用，有效

3、地解决了磨削钛合金零件表面产生拉伤、烧伤和砂轮表面粘结等工艺难题。；l关键词：微孔砂轮；钛合金磨削；射流冲击内外冷却l；【Abstract1Thearticlegiesemainreasonfor￡difficuhyofgrindingTi-alloysandthefunda-；；mentalroleonthegrindingcoolant．Thenewgrindingtechnologyisdiscussedwitheimpingingcool—l；bothinsideandoutsideforporegrindi

4、ngwhee1．Itismaximizetocooling，lubricatingandshowerabout《ecoolingliquid．Theproblemsal'esolvedeffectivelyforfe．grindingsurfaceofTi—alloypartscuttingnick，burnsandwheelSUrfacebond．TheelectronicscanninganalysisphotographsaresetoutforTi—alloy；partsandporegrindingwhee

5、1．；lKeywords：Poregrindingwheel；Grindingti—alloy；Jetimpingingcoolingbothin&outl中图分类号：TH16文献标识码：A1引言射流冲击冷却l引、液氮冷却以及常规喷淋冷却等，这些冷却方式随着雷达产品向航天、航空、舰船、车载领域不断发展的需在一定程度上能够缓解磨削温度引起的磨削烧伤等问题，但都有要，对产品的重量、可靠性提出了更高的要求，雷达中一些重要的一定的局限性。基于这种现状，在进行白刚玉、碳化硅、微晶刚玉和CBN等砂轮的常规喷淋冷却、液氮低温冷却等

6、一系列钛合金高精度零部件采用了比强度高、热强度好、抗腐蚀性好的钛合金外圆磨削工艺试验基础上，自主开发微孔砂轮射流冲击内外冷却材料。然而，作为难加工材料钛合金的切削加工性能较差，这在钛新工艺，借助微孔砂轮高速旋转时产生的离心力，使冷却液从砂合金磨削加工中表现得尤为突出。因钛合金比强度高、韧性大，磨轮中以射流冲击的形式到达磨削区，最大限度地发挥冷却液的冷削时磨屑不易分离，使得磨削力增大，磨削功耗相应增加；钛合金却、润滑和冲淋作用，攻克磨削钛合金零件表面产生拉伤、烧伤和弹性模量小，屈服强度比大，磨削面会产生回弹变形；钛合金

7、导热砂轮表面粘结等工艺难题。在XX雷达产品钛合金空心轴的磨削率低，比热小，仅为钢热导率的1，5，磨削时热传导慢，致使热量积加工中，零件表面光洁度：Ra(0．15—0．4)txm，圆度：2m。聚在磨削弧区，造成磨削区温度急剧升高；钛合金化学活性高，在高温下易与磨料亲和并粘附，堵塞砂轮，导致砂轮磨损加剧，磨削2冷却液在钛合金磨削中的作用‘性能降低，使工件磨削精度不易保证。从钛合金的物理杼l生和化学特f生可以看出，在钛合金磨削加基于钛合金化学活性高、粘、韧等特点，加上砂轮磨粒磨削点工时，冷却液主要作用有三方面：(1)冷却作

8、用，控制磨削区温度，局部高温和压力作用，磨粒和金属表面会因亲和力而发生物理性避免工件磨削烧伤和磨削裂纹，及防止磨屑高温氧化与磨料亲和粘结。钛合金磨削过程中的粘附问题将使砂轮加快损耗，而砂轮并粘附于砂轮；(2)润滑作用，由于法向磨削力很大，摩擦剧烈，瞬磨损同时也增大了砂轮与零件之间的接触面积，致使散热条件恶问温升较高，同时，高温磨削造成的材料软化