轴向旋转热管成型砂轮的研制与磨削试验研究

摘要

针对高温合金和钛合金等难加工材料成型磨削涡轮盘榫槽时存在的磨削弧区温度高、型面温度分布不均的问题，本文将热管技术应用于涡轮盘榫槽的成型磨削中，设计了一款可用于成型磨削的轴向旋转热管砂轮。通过仿真与试验分析了不同热管参数和磨削用量对热管传热性能的影响和对磨削弧区温度控制的效果，进而利用优化的工艺参数对钛合金工件进行成型磨削加工，实现疏导磨削热量、控制型面温度、减小型面温差、防止工件烧伤。本文完成的主要研究工作如下： （1）完成了轴向旋转热管成型砂轮的结构设计，包括砂轮磨削面的型面结构和热管结构等。 （2）开展了轴向旋转热管成型砂轮的传热性能仿真，分析了热管蒸发段的相变机理，探究输入蒸发段的热流密度、充液量和热管旋转速度等各因素对热管砂轮换热性能的影响，为成型磨削TC4钛合金试验提供合理的参数范围。 （3）开展了轴向旋转热管成型砂轮的磨削试验。基于仿真结果，选择最优参数组合对TC4钛合金工件进行成型磨削，并对磨后工件的金相组织进行分析，验证了热管砂轮的换热能力和对磨削弧区温度的控制效果。

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