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本書內(nèi)容分為兩部分，共計(jì)9章。第1章~第5章主要介紹小型整體葉輪的數(shù)控制造，內(nèi)容涵蓋了整體葉輪的概念、分類、發(fā)展、基本結(jié)構(gòu)、主要參數(shù)、工藝分析、數(shù)控編程、數(shù)控加工仿真以及整體葉輪加工質(zhì)量檢驗(yàn)。第6章~第9章主要介紹難切削材料高效加工技術(shù)，內(nèi)容涵蓋陶瓷刀具高速切削鎳基高溫合金切屑、切削力、刀具磨損以及已加工表面質(zhì)量研究。書中介紹葉輪制造過程詳盡，陶瓷刀具高效加工難切削材料研究內(nèi)容全面，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和指導(dǎo)性。
本書可以作為加工行業(yè)科技工作者的參考書，也可作為機(jī)械加工行業(yè)技術(shù)工人以及數(shù)控編程和操作相關(guān)人員的指導(dǎo)書。真誠地希望通過本書的介紹，讀者可以掌握小型整體葉輪的制造、仿真、檢驗(yàn)過程以及陶瓷刀具高效加工難切削材料技術(shù)，更深入地研究薄壁類復(fù)雜曲面加工以及高速加工機(jī)理，更好地應(yīng)用高效加工技術(shù)。

航空工業(yè)在國家科學(xué)技術(shù)體系、工業(yè)體系及國民經(jīng)濟(jì)體系中占據(jù)重要地位，越來越多的國家視其為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。從科學(xué)技術(shù)發(fā)展角度看，航空工業(yè)是尖端技術(shù)發(fā)展的引擎，是國家技術(shù)綜合實(shí)力的體現(xiàn);從國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度看，航空工業(yè)是國家重要的出口創(chuàng)匯產(chǎn)業(yè)。因此，有較強(qiáng)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的國家，都十分重視本國航空工業(yè)的發(fā)展。
航空整體葉輪是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟，是發(fā)動(dòng)機(jī)透平端最重要的動(dòng)力部件，其制造質(zhì)量直接決定透平機(jī)械的能量轉(zhuǎn)換效率、運(yùn)行安全和使用壽命，因此它的加工技術(shù)一直是透平制造行業(yè)中的一個(gè)重要研究方向，其數(shù)字化設(shè)計(jì)制造水平代表著國家制造業(yè)核心競(jìng)爭力。我國當(dāng)前高性能、大推升比發(fā)動(dòng)機(jī)大多依靠進(jìn)口，其中關(guān)鍵制約因素在于缺乏成熟、成套的各類航空葉輪制造工藝技術(shù)，致使生產(chǎn)的航空葉輪精度難以滿足設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量難以滿足使用要求，效率難以滿足市場(chǎng)需求。而整體葉輪通道狹窄而復(fù)雜，葉片扭曲，葉型曲面復(fù)雜，粗加工材料去除率大，加工過程容易發(fā)生干涉。本書第1章~第5章主要是為了指導(dǎo)更多的學(xué)生和專業(yè)技術(shù)人員在五軸高性能加工中心上進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)整體葉輪加工制造，并掌握整體葉輪成套切削工藝，解決在不同切削加工方式、不同切削參數(shù)下切削過程中的技術(shù)瓶頸。
鎳基高溫合金具有優(yōu)良的熱強(qiáng)性能、熱穩(wěn)定性能和熱疲勞性能，是制造航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的葉輪、葉片等耐熱薄壁類零部件的主要材料之一。由于鎳基高溫合金材料具有硬度高、傳熱差等特點(diǎn)，切削溫度高、切削力大且波動(dòng)大、變形復(fù)雜，是典型的難加工材料。目前，鎳基高溫合金復(fù)雜曲面切削成形的過程中，存在成本高、效率極低、刀具磨損嚴(yán)重、加工表面質(zhì)量差、前后緣易過切、整體幾何精度難以保證；復(fù)雜曲面檢測(cè)過程中成本高、速度慢、余弦誤差難以補(bǔ)償、無法實(shí)現(xiàn)高曲率小半徑過渡部位精確測(cè)量等共性基礎(chǔ)問題。因此，鎳基高溫合金復(fù)雜曲面的高效、高精度切削與測(cè)量技術(shù)一直是國內(nèi)企業(yè)界與學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。隨著我國航空航天、電力工業(yè)快速發(fā)展以及《中國制造2025》的提出，迫切需要實(shí)現(xiàn)鎳基高溫合金復(fù)雜曲面高效、高精度的切削加工與精密測(cè)量以滿足當(dāng)今制造業(yè)的需求。本書第6章~第9章主要為研究高溫合金的切削過程中切屑機(jī)理、切削力，探討刀具磨損機(jī)理及已加工表面質(zhì)量提供基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)參考，為實(shí)現(xiàn)高溫合金復(fù)雜曲面零件高效、精密加工與快速精密測(cè)量提供研究基礎(chǔ)。本書內(nèi)容將豐富和發(fā)展高端裝備制造業(yè)基礎(chǔ)理論，促進(jìn)加工制造學(xué)科與數(shù)字化技術(shù)、測(cè)量控制等學(xué)科的交叉融合；對(duì)提升我國難加工材料復(fù)雜曲面零部件加工技術(shù)水平具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
本書由黑龍江科技大學(xué)趙燦教授主持著。其中，第1章由趙燦、布光斌著，第2、3章由布光斌、郭延艷、劉玉波著，第4章由王學(xué)惠著，第5章由李景賀著，第6、7、8、9章由郭延艷著。王旭峰、馮明軍、馮準(zhǔn)、孫志、高志強(qiáng)等生產(chǎn)一線的高級(jí)工程師、工程師為本書試驗(yàn)、加工環(huán)節(jié)提供了大量的幫助。管云飛、奚望、施洋洋等研究生也為本書的數(shù)據(jù)分析提供了幫助。在此一并向他們表示衷心感謝！
感謝高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備科技重大專項(xiàng)（2010ZX04016_012）、國家自然科學(xué)基金（51075128、51405138 ）、數(shù)字制造裝備與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題項(xiàng)目（DMETKF2009004）和黑龍江省教育部科學(xué)技術(shù)重點(diǎn)項(xiàng)目（209036）等多年來對(duì)相關(guān)研究工作的支持！
限于作者的水平，書中難免會(huì)有紕漏和疏忽，敬請(qǐng)專家和讀者批評(píng)指正。
趙燦
2015年6月

第1章緒論
1.1整體葉輪的概念及分類
1.1.1整體葉輪的概念
1.1.2整體葉輪的分類
1.2整體葉輪的發(fā)展概況
1.2.1國外整體葉輪的發(fā)展
1.2.2國內(nèi)整體葉輪的發(fā)展
1.2.3整體葉輪的發(fā)展趨勢(shì)
1.3整體葉輪制造
參考文獻(xiàn)

第2章小型整體葉輪的基本知識(shí)

2.1軸流式小型整體葉輪的基本知識(shí)
2.1.1軸流式葉輪的基本結(jié)構(gòu)
2.1.2葉型的幾何參數(shù)
2.1.3葉柵的幾何參數(shù)
2.1.4軸流葉輪能量損失的基本形式
2.2離心式小型整體葉輪的基本知識(shí)
2.2.1離心式整體葉輪的基本結(jié)構(gòu)
2.2.2葉輪的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)
2.2.3離心葉輪能量損失的基本形式
參考文獻(xiàn)

第3章小型整體葉輪的數(shù)控加工
3.1工藝分析
3.1.1典型軸流式整體葉輪加工工藝
3.1.2典型離心式整體葉輪的工藝分析
3.2五軸數(shù)控編程
3.2.1葉片加工軌跡規(guī)劃
3.2.2軸流式整體葉輪數(shù)控編程
3.2.3離心式整體葉輪數(shù)控編程
參考文獻(xiàn)

第4章小型整體葉輪數(shù)控加工仿真

4.1小型整體葉輪數(shù)控加工仿真的重要性
4.2小型整體葉輪數(shù)控加工仿真基本步驟
4.2.1虛擬機(jī)床的建模問題分析
4.2.2運(yùn)用VERICUT進(jìn)行虛擬機(jī)床建模的流程
4.3軸流式小型整體葉輪數(shù)控加工仿真
4.3.1軸流式小型整體葉輪加工用數(shù)控機(jī)床的構(gòu)建
4.3.2軸流式葉輪加工程序的仿真流程
4.3.3葉輪加工仿真及干涉檢查
4.4軸流式小型整體葉輪優(yōu)化與試驗(yàn)加工
4.4.1優(yōu)化原理
4.4.2優(yōu)化步驟
4.5離心式小型整體葉輪數(shù)控加工仿真
4.5.1離心式小型整體葉輪機(jī)床建模
4.5.2離心式小型整體葉輪刀具建模
4.6離心式小型整體葉輪優(yōu)化與試驗(yàn)加工
參考文獻(xiàn)

第5章小型整體葉輪的檢驗(yàn)

5.1整體葉輪測(cè)量技術(shù)概述
5.2整體葉輪測(cè)量方案
5.2.1整體葉輪的測(cè)量方案規(guī)劃
5.2.2測(cè)量點(diǎn)的構(gòu)造
5.2.3測(cè)頭偏轉(zhuǎn)方向的選取和測(cè)量路徑的規(guī)劃
5.3葉型檢測(cè)的前期準(zhǔn)備工作
5.3.1數(shù)模的處理
5.3.2坐標(biāo)系的建立
5.4葉輪的測(cè)量程序的編制與運(yùn)行
5.4.1軸流式葉輪的程序編制
5.4.2離心式葉輪的程序編制
5.4.3掃描程序編制中測(cè)頭選取
5.4.4掃描程序編制中的采點(diǎn)密度
5.4.5掃描程序編制中的掃描速度
5.4.6測(cè)量程序的運(yùn)行
5.5檢測(cè)報(bào)告的輸出
參考文獻(xiàn)

下篇難切削材料高效加工技術(shù)

第6章陶瓷刀具高速切削鎳基高溫合金切屑分析
6.1高溫合金的特性及其加工特點(diǎn)
6.1.1鎳基高溫合金的類型及應(yīng)用
6.1.2GH4169的材料特性及加工特性
6.1.3陶瓷刀具材料特性
6.2鎳基高溫合金高速切屑研究
6.2.1切屑機(jī)理簡介
6.2.2車削GH4169的切屑形態(tài)
參考文獻(xiàn)

第7章高速切削鎳基高溫合金的切削力
7.1鎳基高溫合金GH4169銑削力研究
7.1.1試驗(yàn)條件及方法
7.1.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析
7.1.3銑削力模型的建立

7.2鎳基高溫合金GH3039銑削力研究
7.2.1試驗(yàn)條件
7.2.2銑削力試驗(yàn)
參考文獻(xiàn)

第8章陶瓷刀具高速加工鎳基高溫合金刀具磨損研究
8.1試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及磨損標(biāo)準(zhǔn)的建立
8.1.1試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
8.1.2刀具磨損模型的建立
8.1.3刀具使用壽命計(jì)算模型
8.2陶瓷刀具耐用度研究
8.2.1陶瓷刀具材質(zhì)對(duì)刀具耐用度的影響
8.2.2切削溫度與刀具壽命的影響分析
8.2.3銑削參數(shù)對(duì)刀具壽命的影響
8.3磨損機(jī)理研究
8.3.1陶瓷刀具銑削GH4169刀具磨損形態(tài)分析
8.3.2刀具磨損機(jī)理
8.3.3溝槽磨損研究
8.3.4切削線速度對(duì)溝槽磨損的影響
參考文獻(xiàn)

第9章高速加工鎳基高溫合金GH4169已加工表面質(zhì)量研究
9.1鎳基高溫合金GH4169表面粗糙度研究
9.1.1表面粗糙度
9.1.2高速銑削GH4169表面粗糙度試驗(yàn)
9.1.3表面粗糙度建模
9.2鎳基高溫合金GH4169表面形貌的研究
9.2.1表面形貌的紋理理論分析
9.2.2高速銑削GH4169表面形貌的試驗(yàn)研究
9.2.3表面形貌橫向紋理建模
9.3鎳基高溫合金GH4169表面加工硬化研究
9.3.1加工硬化形成的機(jī)理
9.3.2加工硬化指標(biāo)及測(cè)試方法
9.3.3加工硬化試驗(yàn)與結(jié)果分析
參考文獻(xiàn)

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