[发明专利]一种超高强度钢高效低应力磨削工艺参数的获得方法在审
申请号: | 201710013663.0 | 申请日: | 2017-01-09 |
公开(公告)号: | CN106863019A | 公开(公告)日: | 2017-06-20 |
发明(设计)人: | 姚倡锋;张定华;任军学;田荣鑫;谭靓;武导侠;周征;张吉银 | 申请(专利权)人: | 西北工业大学 |
主分类号: | B24B1/00 | 分类号: | B24B1/00 |
代理公司: | 陕西增瑞律师事务所61219 | 代理人: | 张瑞琪 |
地址: | 710072 陕西*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 超高 强度 高效 应力 磨削 工艺 参数 获得 方法 | ||
本发明公开了一种超高强度钢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、建立超高强度钢表面完整性磨削工艺参数域,并进行正交试验,通过正交试验建立超高强度钢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,并进行线性化处理,对步骤1中的磨削工艺参数域和特征关系式建立约束条件;步骤3、根据步骤2中的目标函数和约束条件建立超高强度钢表面完整性高效低应力磨削工艺参数优化模型,并求解得出超高强度钢高效低应力磨削工艺参数;步骤4、对步骤3中的磨削工艺参数进行验证,得出最终超高强度钢高效低应力磨削工艺参数。本发明使超高强度钢构件磨削过程中表面残余应力小、磨削效率高。
【技术领域】
本发明属于精密、超精密磨削加工技术领域,具体涉及一种超高强度钢高效低应力磨削工艺参数的获得方法。
【背景技术】
超高强度钢具有很高的强度和硬度,同时又具有很好的韧性和塑性,从力学特征上看,超高强度钢的屈服应力高,在同样的变形条件下可以承受更大的载荷,也可以吸收更多的能量。Aermet100是一种高强、高韧,并具有优良的抗应力腐蚀开裂能力和抗疲劳性能的高合金超高强度钢,因其优异的综合力学性能而被广泛地用于制造飞机起落架、气体涡轮发动机轴和机轮螺栓等航空、航天工业中重要的强力结构部件。在飞机起落架结构中使用Aermet100钢替代同等强度的300M钢能克服300M的低断裂韧性和对应力腐蚀开裂敏感等缺点;替代马氏体时效钢做机轴能保证足够的刚度和疲劳强度;替代H-11钢制造机轮螺栓可解决韧度不足、应力腐蚀开裂等问题。
超高强度钢优良的机械性能,使其对机械加工尤其是热处理后的磨削加工有着较高的要求。磨削加工是多刀同时切削的加工工艺,其本质是大量离散分布在砂轮表面形状各异的磨粒共同完成的滑擦(弹性变形)、耕犁(塑性变形)、切削(形成切屑)作用的综合效果。超高强度钢Aermet100磨削时磨粒滑擦、耕犁及切削过程中的变形抗力大,磨削力大;磨削时产生大量的磨削热,极易产生磨削烧伤,磨削热极易集中于被磨表层;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。从以上结果均会影响构件的疲劳强度。因此在超高强度钢磨削过程中,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超高强度钢高效低应力磨削工艺参数的获得方法,以解决现有超高强度钢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,一种超高强度钢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、建立超高强度钢表面完整性磨削工艺参数域,并进行正交试验,通过正交试验建立超高强度钢表面完整性磨削工艺参数与表面完整性特征关系式:
其中,Ra为表面粗糙度,HV为表面显微硬度,σr为表面残余应力,vs为砂轮速度,vw为构件速度,af为纵向进给,ap为径向进给,a0、a1、a2、a3、a4、b0、b1、b2、b3、b4、c0、c1、c2、c3、c4均为常数;
步骤2、建立目标函数,并进行线性化处理,对步骤1中的磨削工艺参数域和特征关系式建立约束条件;
步骤3、根据步骤2中的目标函数和约束条件建立超高强度钢表面完整性高效低应力磨削工艺参数优化模型,并求解得出超高强度钢高效低应力磨削工艺参数;
步骤4、对步骤3中的磨削工艺参数下的磨削效率和低应力进行验证,得出最终超高强度钢高效低应力磨削工艺参数。
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