[發(fā)明專利]一種高溫合金高效低應(yīng)力磨削工藝參數(shù)的獲得方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710013444.2
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106897484B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚倡鋒;張定華;任軍學(xué);田榮鑫;譚靚;武導(dǎo)俠;周征;張吉銀
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;B24B1/00;G06F119/14
• 代理公司: 61257 西安維賽恩專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 劉春

本發(fā)明公開了一種高溫合金高效低應(yīng)力磨削工藝參數(shù)的獲得方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1、建立高溫合金表面完整性磨削工藝參數(shù)域，并建立高溫合金表面完整性磨削工藝參數(shù)與表面完整性特征關(guān)系式；步驟2、建立目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行線性化處理，并建立高溫合金磨削工藝參數(shù)約束條件；步驟3、建立高溫合金高效低應(yīng)力磨削工藝參數(shù)優(yōu)化模型，得出高溫合金高效低應(yīng)力磨削工藝參數(shù)；步驟4、對高溫合金高效低應(yīng)力磨削工藝參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，得出最終高溫合金高效低應(yīng)力磨削工藝參數(shù)。本發(fā)明解決現(xiàn)有高溫合金構(gòu)件磨削過程中的表面殘余應(yīng)力大和磨削效率低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精密、超精密磨削加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫合金高效低應(yīng)力磨削工藝參數(shù)的獲得方法。

背景技術(shù)

高溫合金憑借其優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、抗氧化、抗蠕變、抗腐蝕能力和良好的疲勞特性，成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)大部分熱端部件的首選材料。在先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，高溫合金的用量占40％～60％。但在擁有上述優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，由于磨削過程中磨削力大、磨削溫度高、砂輪易發(fā)生黏附磨損和擴(kuò)散磨損、加工硬化嚴(yán)重等，使其成為了名副其實(shí)的難加工材料。

目前，公知的高溫合金的磨削工藝主要包括：緩進(jìn)給磨削、精密與超精密磨削、超高速磨削。其工藝過程大體如下：如果磨削余量不大，粗磨和精磨在磨床上先后依次完成。如果磨削精度比較高，粗磨完成后，讓工件冷卻到室溫，這樣可以釋放應(yīng)力，減小變形，最后精磨到尺寸。以上磨削工藝各有其特點(diǎn)，并在一定的領(lǐng)域內(nèi)得到了應(yīng)用，但是在磨削時(shí)易出現(xiàn)裂紋且磨削后表面殘余拉應(yīng)力大、殘余應(yīng)力層較深。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)服役過程中，裂紋是引起疲勞斷裂的致命缺陷，而較大的殘余拉應(yīng)力會降低構(gòu)件的使用壽命。因此，以上結(jié)果均是不希望獲得的。因此在高溫合金磨削過程中，必須重視對表面殘余應(yīng)力的控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高溫合金高效低應(yīng)力磨削工藝參數(shù)的獲得方法，以解決現(xiàn)有高溫合金構(gòu)件磨削過程中存在的表面殘余應(yīng)力大和磨削效率低的問題。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案，一種高溫合金高效低應(yīng)力磨削工藝參數(shù)的獲得方法，包括以下步驟：

步驟1、建立高溫合金表面完整性磨削工藝參數(shù)域，根據(jù)其內(nèi)的磨削工藝參數(shù)進(jìn)行正交試驗(yàn)，并建立高溫合金表面完整性磨削工藝參數(shù)與表面完整性特征關(guān)系式：

其中，R_a為表面粗糙度，HV為表面顯微硬度，σ_r為表面殘余應(yīng)力，v_s為砂輪速度，v_w為構(gòu)件速度，a_p為徑向進(jìn)給，,a₀、a₁、a₂、a₃、b₀、b₁、b₂、b₃、c₀、c₁、c₂、c₃均為常數(shù)；

步驟2、建立目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行線性化處理，并建立高溫合金磨削工藝參數(shù)約束條件；

步驟3、根據(jù)步驟1中高溫合金表面完整性磨削工藝參數(shù)域、步驟2中的目標(biāo)函數(shù)和高溫合金磨削工藝參數(shù)約束條件，建立高溫合金高效低應(yīng)力磨削工藝參數(shù)優(yōu)化模型，得出高溫合金高效低應(yīng)力磨削工藝參數(shù)；

步驟4、對步驟3中的高溫合金高效低應(yīng)力磨削工藝參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，得出最終高溫合金高效低應(yīng)力磨削工藝參數(shù)。

進(jìn)一步地，步驟3中高溫合金高效低應(yīng)力磨削工藝參數(shù)優(yōu)化模型具體為：