[发明专利]一种高温合金高效低应力磨削工艺参数的获得方法

说明书

本发明公开了一种高温合金高效低应力磨削工艺参数的获得方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、建立高温合金表面完整性磨削工艺参数域，并建立高温合金表面完整性磨削工艺参数与表面完整性特征关系式；步骤2、建立目标函数，进行线性化处理，并建立高温合金磨削工艺参数约束条件；步骤3、建立高温合金高效低应力磨削工艺参数优化模型，得出高温合金高效低应力磨削工艺参数；步骤4、对高温合金高效低应力磨削工艺参数进行验证，得出最终高温合金高效低应力磨削工艺参数。本发明解决现有高温合金构件磨削过程中的表面残余应力大和磨削效率低的问题。

技术领域

本发明属于精密、超精密磨削加工技术领域，具体涉及一种高温合金高效低应力磨削工艺参数的获得方法。

背景技术

高温合金凭借其优异的高温强度、抗氧化、抗蠕变、抗腐蚀能力和良好的疲劳特性，成为航空发动机大部分热端部件的首选材料。在先进的航空发动机中，高温合金的用量占40％～60％。但在拥有上述优点的同时，由于磨削过程中磨削力大、磨削温度高、砂轮易发生黏附磨损和扩散磨损、加工硬化严重等，使其成为了名副其实的难加工材料。

目前，公知的高温合金的磨削工艺主要包括：缓进给磨削、精密与超精密磨削、超高速磨削。其工艺过程大体如下：如果磨削余量不大，粗磨和精磨在磨床上先后依次完成。如果磨削精度比较高，粗磨完成后，让工件冷却到室温，这样可以释放应力，减小变形，最后精磨到尺寸。以上磨削工艺各有其特点，并在一定的领域内得到了应用，但是在磨削时易出现裂纹且磨削后表面残余拉应力大、残余应力层较深。在航空发动机服役过程中，裂纹是引起疲劳断裂的致命缺陷，而较大的残余拉应力会降低构件的使用寿命。因此，以上结果均是不希望获得的。因此在高温合金磨削过程中，必须重视对表面残余应力的控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温合金高效低应力磨削工艺参数的获得方法，以解决现有高温合金构件磨削过程中存在的表面残余应力大和磨削效率低的问题。

本发明采用以下技术方案，一种高温合金高效低应力磨削工艺参数的获得方法，包括以下步骤：

步骤1、建立高温合金表面完整性磨削工艺参数域，根据其内的磨削工艺参数进行正交试验，并建立高温合金表面完整性磨削工艺参数与表面完整性特征关系式：

其中，R_a为表面粗糙度，HV为表面显微硬度，σ_r为表面残余应力，v_s为砂轮速度，v_w为构件速度，a_p为径向进给，,a₀、a₁、a₂、a₃、b₀、b₁、b₂、b₃、c₀、c₁、c₂、c₃均为常数；

步骤2、建立目标函数，进行线性化处理，并建立高温合金磨削工艺参数约束条件；

步骤3、根据步骤1中高温合金表面完整性磨削工艺参数域、步骤2中的目标函数和高温合金磨削工艺参数约束条件，建立高温合金高效低应力磨削工艺参数优化模型，得出高温合金高效低应力磨削工艺参数；

步骤4、对步骤3中的高温合金高效低应力磨削工艺参数进行验证，得出最终高温合金高效低应力磨削工艺参数。

进一步地，步骤3中高温合金高效低应力磨削工艺参数优化模型具体为：