电解–磁力复合研磨对TA18管内表面光整加工

采用电解–磁力复合研磨技术对TA18钛合金管内表面进行加工,研究了电解电压和磁性研磨粒子粒径对表面加工质量和加工效率的影响。结果表明,当在电解电压9 V下采用粒径为185μm的磁性研磨粒子对TA18管内表面研磨50 min时,研磨效果最好,工件表面均匀、平整,表面粗糙度Ra从原始的1.60μm降至研磨后的0.13μm。

超声磁力复合研磨对TA18管内表面光整加工

采用超声波振动辅助磁力研磨的加工技术对TA18钛合金管内表面进行光整加工,研究了振动频率和振幅对加工质量的影响。结果表明:当在振幅10 mm下采用19 kHz的振动频率对TA18管内表面研磨50 min时,研磨效果最好,加工效率得到了提高,表面粗糙度从原始的1.20μm降至研磨后的0.07μm。钛合金表面的应力状态由原始的残余拉应力+169 MPa变为压应力-80 MPa,有效提高了工件的疲劳强度。

基于3D打印航空发动机喷油管磁力研磨试验研究

目的针对镍基合金GH4169航空发动机喷油管进行磁力研磨光整加工试验研究,分析内置辅助磁极磁力研磨对工件内表面及交叉孔相贯线去毛刺的效果。方法利用磁粒研磨内置辅助磁极光整加工对工件内表面及内交叉孔相贯线处进行磁力研磨加工,通过研磨粒子与工件之间的划擦、磨削等运动,提高工件表面质量和去除内交叉孔相贯线处的毛刺。结果磁轭转速为1000 r/min,加工间隙为6 mm,采用圆柱形辅助磁极及平均粒径为250μm的磁性磨料时,其加工效果比传统的加工效果好,且效率更高,工件表面粗糙度从原始的5.8μm降至0.47μm(Ra<0.5μm),内交叉孔相贯线处的毛刺明显被去除,且由于磁性研磨粒子的研磨作用,可对其进行二次光整加工。结论通过磁力研磨内置辅助磁极光整加工方法,原始工件内表面存在的褶皱、微裂纹明显得到改善,交叉孔相贯线处的毛刺也明显被去除。试验选用磁性研磨粒子粒径为250μm时,研磨效果最佳。通过磁力研磨光整加工后,管件能够得到良好的表面效果,提高了管件的综合性能。

超声复合磁力研磨加工镍基合金GH4169异形管

为解决镍基合金GH4169异型管内壁难研磨及研磨不均匀问题,采用超声复合磁力研磨光整加工方法进行试验。分析在超声复合磁力研磨条件下,主轴转速、加工间隙、超声频率和超声振幅对异形管内壁表面质量的影响。结果表明:在超声轴向频率为19 kHz、振幅19μm,主轴转速1000 r/min,磁性磨粒平均粒径250μm,加工间隙2 mm加工条件下,加工30 min后,管件内壁表面粗糙度Ra由原始的2.4μm降至0.31μm。通过在管件内部添加圆柱形辅助磁极,使得内外两磁极形成闭合磁场回路,增加磁场力的作用。辅助磁极连接高频轴向超声振动,使得吸附在磁极上的磁性磨粒在旋转运动和轴向高频振动复合作用下划擦、研磨管件内表面。由于研磨轨迹发生交叉复杂化,使得异型管内壁研磨后的表面质量和表面粗糙度得到明显提高;管件内壁表面残余应力由拉应力+52 MPa转变为压应力-48 MPa,表面应力状态得到较好的改善。

电解-磁力复合研磨TA18钛合金管内表面研究

为了改善TA18合金制造零部件的表面质量,降低其表面粗糙度,提出了一种高效率的电解-磁力复合研磨加工方法,采用电解的钝化作用辅助磁力研磨,对比了复合加工与单纯磁力研磨加工前后表面粗糙度与表面形貌的变化,通过单因素试验分析磁极转速、电解电压对表面质量的影响。结果表明:电解-磁力复合加工实现了对TA18管内表面的精密研磨,与单纯磁力研磨相比,经过50min加工,表面粗糙度由原始的0.9μm下降到0.08μm,残余应力有效降低,表面微观形貌得到明显改善,有效提高了工件疲劳强度。

旋转磁极辅助磁力研磨对TA18管内表面光整加工

采用旋转磁极辅助磁力研磨加工技术对TA18管内表面进行光整加工。对比了旋转磁极辅助和单纯磁力研磨加工前后表面粗糙度的变化,探究了辅助磁极转速和管件转速对TA18管内表面粗糙度的影响。获得了如下较佳的工艺参数:辅助磁极转速1 500 r/min,管件转速1 000 r/min,进给速率2 mm/s。在上述工艺条件下对TA18合金管内表面研磨15 min,其表面粗糙度从原始的0.89μm降至0.12μm,表面的应力状态由原始的残余拉应力+169 MPa变为压应力-112 MPa,有效提高了工件的疲劳强度。

航空发动机钛合金导管内表面精密研磨试验研究

航空发动机外部导管大都是钛合金弯管,弯管在冷弯过程中产生的内表面缺陷用传统的研磨方法难以去除,是一个技术瓶颈问题。利用磁力研磨加工方法可以实现钛合金弯管内表面的研磨抛光。从航空发动机内部钛合金导管的应用案例出发,解析了磁力研磨钛合金弯管内表面的基本原理,同时分析在设计研磨装置过程中的关键技术问题,在磁场发生源和磁极运动轨迹构成以及磁极形状设计等方面,加以理论解剖和有限元模拟分析,得到了一套较完善的工艺方案,试验结果表明磁力研磨加工方法对弯管内表面缺陷去除起到良好的作用。

超声复合磁力研磨异型管参数优化设计及分析

目的改善镍基合金异型管表面质量,降低表面粗糙度。方法在内置辅助磁极磁力研磨基础上添加轴向超声振动,促使磁力研磨粒子对管件内表面进行轴向划擦、刻划作用。采用响应面法对试验进行3因素3水平方法设计,建立参数优化三维数学模型,分析超声频率、超声振幅、主轴转速在两因素交互作用下,对异型管内壁表面质量、表面粗糙度的影响,并得出试验最佳参数组合。结果响应面法优化设计在超声频率19 kHz、超声振幅19μm、主轴转速1200 r/min条件下的加工效果最佳。在优化工艺参数下进行超声复合磁力研磨试验,加工30 min后,管件内壁表面粗糙度由原始2.4μm降至0.31μm,管件内表面残余拉应力由+49MPa转变为残余压应力?47MPa。结论在内置辅助磁极磁力研磨基础上添加超声轴向振动,使得研磨粒子翻滚加剧,研磨轨迹复杂化,有效改善了管件内壁表面粗糙度和表面加工质量。响应面法能够对试验结果进行优化参数数学建模设计,拟合出了最佳的加工参数组合,良好的应力状态有效地提高了工件的疲劳强度。

旋转超声辅助磁力研磨镍基合金参数优化设计及分析

目的针对镍基高温合金进行旋转超声磁力研磨加工试验,通过响应面法分析主轴转速、超声频率、超声振幅、粒径交互作用对工件表面的影响。方法在磁力研磨基础上添加旋转超声高频轴向机械振动,通过磁性研磨粒子对工件表面的垂直冲击,增加研磨压力以及磁性研磨粒子的翻滚动作,完成旋转超声辅助磁力研磨,测定表面粗糙度、表面残余应力等性能参数。采用响应面法分析主轴转速、磁性研磨粒子粒径和超声频率的交互作用对试验的影响规律,拟合出最佳工艺参数条件。结果在试验条件下得出,主轴转速1000 r/min、磁性研磨粒子粒径250μm、超声频率19 kHz、超声振幅19μm的加工工艺组合效果最佳,并与响应面法优化参数后的结果相一致。根据优化参数进行试验,经过40min研磨加工后,Ra从加工前的3.2μm降至0.072μm,工件表面各位置粗糙度均匀,表面质量较好。工件内部残余拉应力从+51MPa转变为残余压应力-121 MPa。结论旋转超声辅助磁力研磨加工后,工件表面均匀性提高,原始工件表面的凹坑、凸起、表面微裂纹等缺陷被完全去除,表面形貌和表面质量较好。该工艺加工效率较高,工件内部可得到良好的应力状态。

旋转超声振动辅助磁力研磨玉石表面试验研究

该试验研究为提高玉石材料表面加工质量和加工效率,去除工件表面微裂纹、褶皱、划痕,提出旋转超声辅助磁力研磨加工技术对玉石表面进行光整加工的方法。对比了普通研磨和旋转超声辅助磁力研磨加工后玉石表面质量,分析了超声波频率、磁性研磨头直径和主轴转速对加工质量的影响效果。试验结果表明:当主轴转速1500r/min、研磨头直径为30mm,采用19 k Hz高频振动频率对玉石表面研磨30min时,玉石表面研磨的表面粗糙度及表面形貌效果最好,玉石表面粗糙度从0.89μm降至0.13μm,有效的提高了玉石表面质量。

碳纤维复合材料缺陷的超声检测及材料力学性能仿真研究

碳纤维复合材料内部结构的健康程度将直接影响到零部件的整体性能。采用高频超声衰减法对碳纤维复合材料进行内部无损检测。在超声波频率为30 MHz、探头距离工件表面1 cm、等离子水介质条件下,通过超声C扫描、X扫描,分析和确定内部缺陷位置及形状,并通过剖切试样,采用光学显微形貌表征对内部缺陷进行确证。采用ABAQUS对层间缺陷的力学性能影响规律进行仿真。结果表明:不同缺陷尺寸、不同温度条件对材料断裂强度的影响规律不同。

旋转超声辅助磁力研磨镍基合金试验研究

对现有新材料镍基高温合金进行旋转超声辅助磁力研磨试验研究。探讨该方法及工艺参数对工件表面微裂纹、褶皱、划痕等表面缺陷问题的去除效果。试验结果表明:旋转超声辅助磁力研磨光整加工磁极转速为1 000 r/min,磁性研磨粒子平均粒径为250 μm,超声振动频率为19 kHz时比传统磁力研磨效果有显著提高,工件表面粗糙度从R_a 3.4 μm降到R_a 0.07 μm;研磨后其内部应力由拉应力+46 MPa转变为压应力-126MPa,得到了良好的表面应力状态。在相同磁力研磨加工条件和试验参数下,该方法与传统磁力研磨加工进行实验对比,旋转超声辅助磁力研磨方法通过添加轴向高频旋转超声冲击,得到良好的工件表面质量及表面粗糙度;加工后工件表面划痕、褶皱、微裂纹基本去除,表面质量及表面微观形貌有显著改善。

激光烧蚀反应烧结碳化硅表面形貌特征及亚表面损伤研究

反应烧结碳化硅(RB-SiC/Si)因具有耐高温、耐腐蚀、比刚度高、热膨胀小、耐磨等优点而广泛应用于大口径空间望远镜、卫星遥感、航空发动机零部件等领域。然而高强度高硬度的材料特性,也导致反应烧结碳化硅呈现出难加工的特点。激光束加工具有能量密度高、加工范围广等特点,适用于加工硬脆材料,但同时也存在表面热损伤严重的缺点。本文研究了激光参数对反应烧结碳化硅加工表面形貌特征的影响,分析了纳秒激光与反应烧结碳化硅之间的作用机理。在反应烧结碳化硅烧蚀产物分析基础上确定了高温氧化过程及氧化产物类型。通过角度抛光法研究激光加工单沟槽产生的亚表面损伤,以及激光加工沟槽组之间产生的大尺寸亚表层损伤,建立了激光加工参数与亚表面损伤深度间映射关系。本文的研究成果可为反应烧结碳化硅的高效精密低损伤加工奠定理论基础和提供技术支持。