随着现代科学技术的不断发展和精密加工水平的提高,人们对零件的精度、表面粗糙度等加工质量要求越来越高。镍高温合金凭借其优良的耐腐蚀、耐高温等特性,广泛应用在航天航空、化学工业、船舶等高技术领域。镍基合金的物理力学性能致使镍基合金成为了一种典型的难加工材料。精密磨削加工是制造镍基高温合金叶片的重要方法。由于叶片为薄壁零件,在磨削加工过程中,叶片容易产生振动,这些都是影响叶片叶尖的加工表面质量的主要原因。因此本文以镍基高温合金叶片叶尖为研究对象,研究叶片磨削过程中的振动与叶片叶尖的加工表面质量之间的关系。论文工作包括:(1)考虑到修整效率和修整效果,对金属结合剂CBN砂轮进行修整实验。为减少磨削刀具系统的振动对实验结果造成的影响,对砂轮杆进行动静平衡设计以达到优化效果。以磨床工作台移动速度、叶片叶尖磨削深度为变量,设计镍基合金叶片叶尖磨削单因素实验,获得不同实验加工参数下的磨削力、表面粗糙度、表面形貌的变化规律。(2)根据叶片磨削平面磨床工艺系统的动力学模型,建立了砂轮不平衡量与叶片振动位移之间的数学模型。锤击实验获得镍基合金叶片的静态固有特性。以叶片一次磨削深度为变量,设计镍基合金叶片叶尖磨削单因素实验,获得不同实验加工参数下的叶片动态振动特性。(3)根据磨削实验结果,分析了加工参数对叶片振动和叶片叶尖表面粗糙度的影响,建立了叶片振动特性与叶尖表面粗糙度之间的数学关系模型。根据磨削加工过程中砂轮加工叶片的位置,发现了叶片叶尖表面不同的区域的加工表面质量存在差异。讨论了不同工况下,叶片叶尖不同区域表面粗糙度的变化规律。(4)根据镍基高温合金叶片异型叶尖曲面尺寸精度要求,提出叶片叶尖以磨代车方案。比较各方案的优劣,设计计算CBN砂轮以及修整油石结构尺寸。综合考虑后,选用薄片砂轮磨削镍基合金叶片叶尖,试验验证了该方案的可行性。实验表明,砂轮的不平衡和工件加工过程中产生振动会影响叶片叶尖加工质量。通过砂轮不平衡量与叶片振动位移之间的数学关系可以得知,砂轮不平衡量越大,叶片振动量随之增大,叶片叶尖表面粗糙度也就越大,叶尖表面加工质量越差。讨论分析得出,叶片叶尖表面中间区域表面粗糙度最好。研究结果为镍基高温合金叶片叶尖磨削加工工艺优化和薄壁零件磨削加工提供理论和实验参考。