TC4鈦合金高效深磨工藝試驗(yàn)研究及其磨削質(zhì)量預(yù)測.pdf

1、鈦合金以其比強(qiáng)度高，抗腐蝕性能優(yōu)異，無磁性、耐熱性能好、疲勞強(qiáng)度高等諸多優(yōu)良特性，在各領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。然而鈦合金優(yōu)良的材料性能，也給其磨削加工造成了很大困難。采用常規(guī)方法磨削鈦合金，磨削力大、磨削溫度高，砂輪粘附和損耗嚴(yán)重。因此，迫切需要采用新的高效高質(zhì)量的先進(jìn)磨削工藝對其進(jìn)行加工。 高速及超高速高效深磨作為一種先進(jìn)的現(xiàn)代磨削技術(shù)，以超乎一般想象的極高磨削效率，極大的砂輪磨削比，良好的工件表面完整性，給傳統(tǒng)的磨削領(lǐng)域帶來了

2、一場革命，展現(xiàn)了現(xiàn)代磨削技術(shù)發(fā)展的巨大潛力和廣闊應(yīng)用前景。將高效深磨技術(shù)應(yīng)用到鈦合金磨削加工中對于擴(kuò)大高效深磨技術(shù)的應(yīng)用范圍，探尋鈦合金高效磨削技術(shù)等方面都有重要意義。本文在40Cr 鋼高效深磨試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對TC4 鈦合金進(jìn)行了系統(tǒng)的高效深磨試驗(yàn)研究。試驗(yàn)中通過改變磨削用量，測量了兩種材料在高效深磨條件下不同工況的磨削力和工件表面粗糙度。對比研究了它們的磨削力、比磨削能和磨削力比隨磨削用量變化的特征，對它們反映出的材料去除機(jī)理和磨削力

3、的形成機(jī)理進(jìn)行了探討，并推導(dǎo)了粘附條件下TC4 鈦合金高效深磨磨削力的數(shù)學(xué)模型；對比磨削能的特征、形成及磨削功率的消耗也進(jìn)行了研究；分別采用傳統(tǒng)BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和進(jìn)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了工件表面粗糙度的預(yù)測模型，并對兩者的預(yù)測結(jié)果作出了分析和比較。 通過研究發(fā)現(xiàn)，高效深磨條件下，單位面積磨削力受磨削用量影響較大。單位面積磨削力、比磨削能與最大未變形切屑厚度、當(dāng)量磨削層厚度之間存在一定的對應(yīng)關(guān)系。兩種材料的去除方式都以塑性去除為主，且在工

4、作臺速度和切深較大的情況下材料主要以滑擦和耕犁的形式被去除，兩種材料因其本身性質(zhì)的不同在磨削力、比磨削能上存在差異。采用金剛石砂輪可以進(jìn)行TC4鈦合金的高效深磨，相比金剛石砂輪，CBN砂輪顯得更適于鈦合金磨削。G.Werner建立的磨削力數(shù)學(xué)模型對TC4鈦合金高效深磨也有普遍的意義。單位寬度磨削功率與單位寬度的磨粒耕犁面積存在一定的線性增長關(guān)系?；谶z傳算法的進(jìn)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在收斂速度和預(yù)測精度方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，且有效的避免了局