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Inconel625镍合金高效精密磨削工艺试验研究

关佳亮 刘书君 杨洋 张龙月

关佳亮, 刘书君, 杨洋, 张龙月. Inconel625镍合金高效精密磨削工艺试验研究[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(11): 1732-1737. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190035
引用本文: 关佳亮, 刘书君, 杨洋, 张龙月. Inconel625镍合金高效精密磨削工艺试验研究[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(11): 1732-1737. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190035
Guan Jialiang, Liu Shujun, Yang Yang, Zhang Longyue. Experimental Study on High-efficiency Precision Grinding Process of Inconel625 Nickel Alloy[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(11): 1732-1737. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190035
Citation: Guan Jialiang, Liu Shujun, Yang Yang, Zhang Longyue. Experimental Study on High-efficiency Precision Grinding Process of Inconel625 Nickel Alloy[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(11): 1732-1737. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190035

Inconel625镍合金高效精密磨削工艺试验研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190035
详细信息
    作者简介:

    关佳亮(1964-), 教授, 硕士生导师, 研究方向为超硬、硬脆、复合材料等难加工材料的精密超精密镜面磨削加工技术, guanjl@bjut.edu.cn

  • 中图分类号: TH161

Experimental Study on High-efficiency Precision Grinding Process of Inconel625 Nickel Alloy

  • 摘要: 采用ELID磨削技术对Inconel625镍合金进行高效、精密加工实验。用正交试验设计和灰色系统理论相结合的实验方法,以表面粗糙度为评价指标,对工艺参数的影响作用进行分析研究,获得了优化参数组合,加工出表面粗糙度为48 nm的样件。实验结果表明,在加工Inconel625镍合金实验中,ELID磨削技术可以有效解决Inconel625镍合金传统加工中刀刃磨钝、崩角开裂等加工难题,实现了对Inconel625镍合金的高效、精密加工。
  • 图  1  ELID磨削原理图

    图  2  各因素与表面粗糙度关联系数的曲线图

    图  3  加工样件的表面粗糙度曲线

    表  1  化学成分

    元素 成分/%
    Ni 58
    Cr 20.0~23.0
    Mo 8~10
    Fe 5
    Nb 3.1~4.15
    Mn 0.5
    Si 0.5
    Al 0.4
    Ti 0.4
    P+S 0.03
    C 0.01
    Co 0.01
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    表  2  实验设备

    试验设备 型号种类
    平面磨床 MSG-612CNC平面精密磨床, 带有ELID模块
    砂轮 W10粒度的金属结合剂铸铁金刚石砂轮
    电源 专用ELID直流脉冲电源
    磨削液 专用研发的塑性磨削液
    检测仪器 TR300粗糙度形状检测仪器S-3400NⅡ型扫描电子显微镜
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    表  3  四因素三水平编码表

    因素水平 电解电压A/V 砂轮线速度B/(m·s-1) 切削深度C/μm 占空比D/%
    1 30 20 0.5 30
    2 50 25 0.8 50
    3 70 30 1 70
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    表  4  正交试验设计表与试验结果

    因素水平 电解电压A/V 砂轮线速度B/(m·s-1) 切削深度C/μm 占空比D/% 表面粗糙度Ra/nm
    1 30 20 0.5 30 78
    2 30 25 0.8 50 75
    3 30 30 1 70 79
    4 50 20 0.8 70 80
    5 50 25 1 30 77
    6 50 30 0.5 50 66
    7 70 20 1 50 82
    8 70 25 0.5 70 73
    9 70 30 0.8 30 70
    K1 232 240 217 225 -
    K2 223 225 225 223 -
    K3 225 215 238 232 -
    极差 7 25 21 7 -
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    表  5  初值处理结果

    因素水平 电解电压A/V 砂轮线速度B/(m·s-1) 切削深度C/μm 占空比D/% 表面粗糙度Ra/nm
    1 1.000 0 1.000 0 1.000 0 1.000 0 1.000 0
    2 1.000 0 1.250 0 1.600 0 1.666 0 0.961 5
    3 1.000 0 1.500 0 2.000 2.333 3 1.012 8
    4 1.666 7 1.000 1.600 0 2.333 3 1.025 6
    5 1.666 7 1.250 0 2.000 0 1.000 0 0.987 2
    6 1.666 7 1.500 0 1.000 0 1.666 6 0.846 2
    7 2.333 3 1.000 0 2.000 0 1.666 6 1.051 3
    8 2.333 3 1.250 0 1.000 0 2.333 3 0.935 9
    9 2.333 3 1.500 0 1.600 0 1.000 0 0.897 4
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    表  6  各因素与粗糙度之间的差序列

    因素水平 电解电压A/V 砂轮线速度B/(m·s-1) 切削深度C/μm 占空比D/%
    1 0 0 0 0
    2 0.038 5 0.288 5 0.638 5 0.705 1
    3 0.012 8 0.784 2 0.987 2 1.320 5
    4 0.641 0 0.025 6 0.574 4 1.307 7
    5 0.679 5 0.262 8 1.012 8 0.012 8
    6 0.820 5 0.653 8 0.153 8 0.820 5
    7 1.282 1 0.051 3 0.948 7 0.615 4
    8 1.397 4 0.314 1 0.064 1 1.397 4
    9 1.435 9 0.602 6 0.702 6 0.102 6
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    表  7  各参数不同水平的灰色关系数

    因素水平 电解电压A/V 砂轮线速度B/(m·s-1) 切削深度C/μm 占空比D/%
    1 1.000 0 1.000 0 1.000 0 1.000 0
    2 0.949 2 0.713 7 0.529 3 0.504 5
    3 0.985 2 0.595 7 0.421 1 0.352 2
    4 0.528 3 0.965 5 0.555 6 0.354 4
    5 0.513 8 0.732 0 0.414 8 0.982 5
    6 0.466 7 0.523 4 0.823 5 0.466 7
    7 0.359 0 0.933 3 0.430 8 0.538 5
    8 0.339 4 0.695 7 0.918 0 0.339 4
    9 0.333 3 0.543 7 0.505 4 0.875 2
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    表  8  4个因素对表面粗糙度的影响程度顺序

    因素水平 电解电压A/V 砂轮线速度B/(m·s-1) 切削深度C/μm 占空比D/%
    关联度 0.608 0 0.744 7 0.622 1 0.601 5
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    表  9  各工艺参数不同水平平均关联度

    工艺参数 会关联度平均值
    1 2 3
    电解电压/V 0.971 0.545 1 0.349 4
    砂轮线/(m·s-1) 0.945 9 0.759 4 0.518 0
    切削深/μm 0.846 2 0.535 0 0.638 2
    占空比/% 0.887 0 0.493 3 0.351 1
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    表  10  优化最优参数组合

    电解电压/V 砂轮线/(m·s-1) 切削深/μm 占空比/%
    70 30 0.5 70
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  • 收稿日期:  2018-11-05
  • 刊出日期:  2019-11-05

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