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钛合金是一种难加工材料,磨削时存在磨削力大、磨削温度高、砂轮磨损等问题。电火花加工由于不受材料硬度、强度等限制,十分适合于难切削材料的加工,但由于加工区域集中在放电通道附近,传输到工件材料的热量十分有限,使其在加工中受到一定限制。本文基于电火花放电加工,提出电火花诱导可控烧蚀磨削技术并进行磨削机理及试验研究,主要内容包括:(1)试验系统的构建。设计开槽导电砂轮、脉冲电源、伺服驱动装置、进电装置、绝缘装置以及充气装置,构建烧蚀磨削试验系统,满足试验要求。(2)烧蚀磨削加工机理研究。进行了钛合金TC4的烧蚀磨削试验,从材料去除率、加工表面形貌、主轴电机功率变化等方面分析烧蚀磨削的加工机理。利用SEM技术对比分析烧蚀磨削和电火花磨削加工表面形貌,发现烧蚀磨削加工表面较为平整,未见表面裂纹,表面粗糙度Ra为0.59μm,与机械磨削相接近,而电火花磨削Ra为1.29μm。测量主轴电机功率变化,发现烧蚀磨削的电机功率变化值最小,相对于电火花磨削和机械磨削分别降低了95.2%和96.8%。(3)温度场模拟仿真。利用有限元方法进行温度场仿真,获得烧蚀磨削温度场分布情况。结果表明,给定参数下的烧蚀磨削软化层厚度可达74μm,并进行试验验证,得到软化层厚度为68μm,与仿真结果相近,验证了仿真结果。(4)软化层工艺试验研究。进行了钛合金TC4烧蚀磨削的软化层工艺试验,研究脉宽、脉间、电压、砂轮转速、工件进给速度、气体压力等参数对软化层厚度的影响规律。结果表明,软化层厚度随着脉宽、脉间、电压、砂轮转速和氧气压力的增大先增大而后减小,随着工件进给速度的增大而减小。分析其产生原因,为合理选择加工参数,增加软化层厚度,提高钛合金的磨削性能提供理论依据。