氧化铝陶瓷旋转超声铣磨加工磨削力研究

以氧化铝陶瓷为加工对象，采用小直径电镀砂轮进行了旋转超声铣磨和普通铣磨加工试验，分析了铣磨氧化铝陶瓷时的磨削力随超声功率、砂轮线速度、进给速度、铣磨深度的变化规律。结果表明，在其他铣磨参数不变时，超声功率由0 W增大至90 W,磨削力呈下降趋势，表面形貌得到显著改善。随着砂轮线速度增大、进给速度和铣磨深度减小，旋转超声铣磨和普通铣磨时的磨削力均呈下降趋势。在试验加工参数范围内，旋转超声铣磨的磨削力均低于普通铣磨时，且旋转超声铣磨时最大可降低法向磨削力24.17%、切向磨削力23.30%。     

复合材料辊表面磨削加工分析

复合材料辊是冷轧板材生产线中用于去除带钢表面油液和铁屑的重要部件,使带钢表面光整以提高带钢表面质量。通过ABAQUS软件仿真单颗粒磨粒与复合材料辊的材料无纺布磨削的过程;分析磨削参数和磨削力之间的联系;得出影响复合材料挤油辊表面质量的主要因素为磨削深度和砂轮转速。通过VMC1060B加工中心进行单颗粒磨粒划擦的试验,验证分析结论,证明ABAQUS分析复合材料辊的磨削力是可行的,为复合材料辊的理论和研究提供了数据。     

氧化铝陶瓷预应力磨削试验研究

基于工程陶瓷二维预压应力磨削方法,进行了氧化铝陶瓷在不同二维预压应力条件下的磨削试验,探究氧化铝陶瓷材料的去除机理和加工损伤。结果表明,相同的磨削深度下,随着二维预压应力值增加,磨削力增大,陶瓷工件磨削表面质量提高,磨削表面的粗糙度降低,亚表面损伤层厚度减小。预压应力使裂纹扩展所需能量增大,从而减少裂纹,提高磨削表面质量。     

平面磨削的磨削力数学模型研究

为了获得磨削淬硬的切向磨削力进而确定磨削温度场的热源强度,通过对单个磨粒切削状态分析简化,在因次解析法的基础上建立平面磨削力的数学模型,利用试验验证了其有效性,进一步分析了磨削用量对磨削力的影响规律。研究结果表明:切向磨削力和法向磨削力误差均6.81%,验证了所建平面磨削力数学模型的有效性。     

磨具磨削时被加工表面微观形貌的研究

用近似旋转椭圆体单一磨削微粒切削被加工表面的模拟方法,展示微观切削过程中,被磨削表面的参数变化规律,确定磨削加工过程中磨具材料单位体积中磨削微粒数量Z、磨削微粒前面切削刃面积、切屑厚度的计算方法;提出切削中材料分离过程和变形过程所在变形区厚度的定义。     

Investigation of surface integrity on dry grinding Ti6Al4V alloy with super-abrasive wheels

针对钛合金干式磨削特点,制备了金刚石和立方氮化硼（cubic boron nitride,CBN）超硬磨料砂轮,进行了与碳化硅陶瓷砂轮干式磨削Ti6Al4V合金的对比试验研究。用扫描电子显微镜、三维体视显微镜、粗糙度仪和显微硬度计对磨削工况和试样表面进行了测定。分析了磨削用量对表面粗糙度的影响,比较了3种砂轮磨削工件的表面粗糙度、表面形貌、微观组织及显微硬度。研究表明：工件表面粗糙度随着磨削深度增大而增大,随着砂轮速度的增大而减小。与绿色碳化硅陶瓷结合剂砂轮相比,CBN和金刚石超硬磨料砂轮磨削工件的表面粗糙度和变质层深度较小,表面无明显烧伤,在一定用量条件下更适合Ti6Al4V合金干式磨削加工。     

切削深度对铝合金加工过程影响的数值仿真

采用Lagrange质点坐标系描述方法，利用有限元分析软件，建立了二维热-力耦合正交直角切削有限元模型．通过网格自适应技术，模拟切屑的形成，仿真切削深度对铝合金加工变形的影响。结果表阴，切削深度对切削力的影响呈线性正比例关系。切削深度越大，切削面积和切削宽度相应增加，切削力也越大。切削深度影响切削加工产生的残余应力大小及分布，残余应力分布在工件表面以下的0．2mm以内很薄的金属层，这对于厚度较小的薄壁件加工后的变形有很大的影响。加工时，为了提高工件表面的精加工精度，降低工件表面的残余应力，在精加工时尽量采用小的切削深度。     

磨削外锥面的新方法

在机器制造业中广泛采用高精度的外锥面零件,但是, 用现行的加工方法难于获得这种表面的高精度形状。本文介绍一种磨削外锥面的新方法,以供参考。 １ 现行磨削方法的缺点 加工外锥面的最普遍方法是磨削,将密实工作表面的砂轮与被加工表面安装成一角度,工件相对砂轮作纵向往复移动。这时在工件的任一横截面内,相同长度的砂轮工作段与不同长度的被加工表面段相互作用。当余量沿工件表面均匀分布,且磨粒数与砂轮工作表面的长度成正比时,磨粒去除的金属微体积将不同,因在砂轮的横截面内其半径为恒值。这导致在工件的每个横截面内去除的…     

轴向功率超声珩磨热热量分配问题的研究

功率超声珩磨技术是磨削加工中的一种应用,常用于发动机缸套的精密与光整加工。珩磨加工过程中,磨粒与工件的相互作用产生大量热量,并有很大一部分热量传递到工件中,从而可能对工件造成热损伤。为衡量轴向功率超声珩磨过程中珩磨热传递到工件、砂轮、磨屑和冷却液中热量的多少,建立了轴向功率超声珩磨磨削区热量分配比例模型、磨粒—工件模型和冷却液对流换热模型。提出了超声珩磨时磨削区冷却液在超声振动作用下发生的空化效应会改变磨削区冷却液的流动状态的观点。得出超声珩磨可提高冷却液的换热效率,减小传递到工件表面的磨削热量,因而可减少工件的磨削热损伤。并通过数值仿真得出超声珩磨时冷却液对流换热系数是普通珩磨条件下的7倍左右。     

刀具磨损对工件质量影响的仿真分析

采用有限元分析方法。建立二维金属切削仿真模型．利用网格自适应准则，以不同圆弧半径的铣刀，模拟典型零件二维切削过程中切屑的形成。已加工表面的切削力和残余应力分布状况。结果表明。刀刃钝圆半径越小，刀尖越锋利。但是磨损较快。切削力很快增加。刀刃钝圆半径增大，切削刃工作长度增加，机床负荷增加，易引起振动影响表面加工质量。残余应力分布在工件表面以下的0．15mm以内很薄的金属层，这对于厚度较小的薄壁件加工后的变形有很大的影响。仿真结果对于工程中的实际应用具有重要的意义。     

岩层钻孔过程中切削模型及影响因素分析

针对岩层钻孔过程中钻孔效率较低,以及获取地层应力较困难等问题,将钻孔过程分解为轴向压入岩体和转动切削岩体2个环节,分析了切削刃转动切削岩体的静力学关系,建立了切削刃切削力与岩体抗力之间的关系,构建了转动切削静力学模型,获得了切削深度、切削刃形状、岩体力学性质对切削力影响规律。研究结果表明:切削深度与切削力呈线性关系,切削深度越大则切削岩体切削力越大;切削力随切削刃角度的增大呈先增大后减小的变化趋势;岩石黏聚力、内摩擦角与切削力呈线性关系,黏聚力、内摩擦角越大则所需切削力越大。     

7050-T7451铝合金干切削表面完整性研究

旨在探究干式切削条件下切削参数对7050-T7451铝合金表面完整性的影响规律,基于单因素面铣削实验,得到了切削参数对切削力、工件表面形貌、加工硬化和残余应力的影响规律。结果表明:切削三要素对切削力和工件表面粗糙度有着明显的影响,在切削速度较低时,X向切削力略微增大,而切削速度由500 m/min变化到1000 m/min时,X向切削力逐渐较小,随后呈增大的变化趋势,切削力与切削深度、进给量呈正相关关系。较高的切削速度和较小的进给量可以改善表面粗糙度,切削深度对表面粗糙度影响较小;加工硬化随切削速度与进给量的增大呈先增大后减小的变化趋势,而加工硬化程度与切削深度呈负相关关系;残余应力随切削参数的改变呈“勺”形分布,切削速度与进给量对残余应力的影响较大,且表层残余压应力的最大值基本在0.05~0.2 mm,而亚表层残余拉应力最大值在0.25~0.4 mm。     

磨削砂轮参数对高速铣削球头立铣刀的模态分析

为了研究球头立铣刀的刀槽承载的应力应变对刀具稳定性和磨损程度的影响,提出了利用有限元分析软件对磨削仿真加工的球头立铣刀进行模态分析。分别分析了螺旋槽磨削砂轮半径和螺旋槽磨削砂轮安装偏摆角对球头立铣刀的模态影响。分析结果表明:球头立铣刀的固有频率,1阶和2阶很接近,2阶和3阶相差很大,3阶和4阶相差较大;随着磨削砂轮半径增大,刀具的固有频率先小幅度增大,然后大幅度减小。磨削砂轮安装偏摆角越大,刀具的固有频率就越大。说明磨削砂轮半径和磨削砂轮安装偏摆角是影响刀具固有频率和振型的重要因素。     

组装砂轮磨削表面质量研究

建立了组装砂轮磨削表面加工质量的数学模型,以参加磨削的不同粒度元件作为研究对象,研究组装砂轮磨料粒度对加工表面粗糙度的影响规律,分析表明,组装砂轮磨削表面粗糙度完全取决于它的细粒度元件,并通过试验验证:控制组装砂轮磨削粒度大小可以有效控制加工表面质量,该研究结论不受金属材料问题的限制     

刀屑摩擦对切削加工影响的有限元分析

基于Lagrange质点坐标系描述方法.利用有限元分析软件,建立平面应变状态下的二维热-力耦合正交直角切削有限元分析模型,分析中采用修正库仑摩擦定律来模拟刀-屑之间的摩擦.结果表明.刀具前刀面与切屑的接触长度、切削温度、切削力和已加工表面的残余应力都随摩擦系数的增大而增加.摩擦系数对切削加工质量有着重要的影响.     

单晶锗纳米尺度二次划痕特性北大核心

现有的单一划痕法磨削机理研究不能反映多个磨粒随机分布所引起的多次划痕之间的相互作用,为了阐明单晶锗磨削过程中多次划痕相互作用对材料去除机理的影响,采用Cube压头对单晶锗进行了不同刻划力的多次刻痕实验。结合Cube压头的几何形状与刻划表面的弹性回复,建立了划痕硬度模型,并对二次刻划中的划痕深度、应力场、弹性回复率、划痕硬度和摩擦特性进行分析,研究第一次刻划时载荷变化对于后续刻划的影响。结果表明:随着第一次刻划载荷的增大,二次刻划时单晶锗的脆塑转变的临界载荷、临界深度、弹性回复率和划痕硬度均在减少,幂函数对于切向力、法向力与刻划深度的拟合准确度降低;最大主应力增加,导致裂纹不断扩展,最终造成材料发生脆性断裂。     

基于神经网络的平面磨削表面粗糙度预测模型

针对平面磨削的特点,采用正交试验方法获取学习样本,用BP神经网络建立砂轮径向切入进给量、轴向进给量和工作台进给速度与表面粗糙度关系模型,并用MATLAB实现对该模型的训练和仿真,由此得出表面粗糙度预测模型。结果显示:该模型具有较高的预测精度,在学习样本的采样区间平均预测误差为3.7%,最大预测误差为7.9%。为平面磨削表面粗糙度预测提供了一种新的可行方法。     

Ti-6Al-4V合金电脉冲辅助车削加工实验研究

针对钛合金材料切削加工困难,将电脉冲引入到Ti-6Al-4V合金的车削加工中,研究了电脉冲对主切削力、表面加工硬化及加工质量的影响,并借助三维数字显微镜和扫描电子显微镜对切削表面、切削变形层和切屑的微观形态进行观察。结果表明：相比于普通车削,当平均电流密度为1.11 A?mm^-2、最大电流密度10.19 A?mm^-2和频率为300 Hz时,电脉冲辅助车削Ti-6Al-4V合金可使主切削力下降27.3%,表面加工硬化减小16.6%,轴向表面粗糙度降低18.7%。该研究结合电致塑性理论,对电脉冲辅助车削加工的作用机理做出了解释。     

氧化铝陶瓷旋转超声铣磨加工表面粗糙度研究

通过氧化铝陶瓷普通铣磨与旋转超声铣磨加工对比试验,分析了加工工件表面粗糙度随超声功率、砂轮线速度、进给速度、铣磨深度以及砂轮粒度的变化规律。结果表明:超声功率由0增大至90 W时,工件表面粗糙度下降,表面形貌得到改善; 随着砂轮线速度增大、进给速度和铣磨深度减小,旋转超声铣磨和普通铣磨工件表面粗糙度均呈下降趋势,在砂轮线速度1.09~5.49 m/s、进给速度100~550 mm/min、铣磨深度7~22 μm条件下,旋转超声铣磨相比于普通铣磨的表面粗糙度最大降幅19.3%。相比于80^#砂轮,170^#砂轮旋转超声铣磨后的表面粗糙度最大降幅23.1%,表面形貌相对更好。     

微切削加工最小切削深度模型的研究

为探讨微切削的加工机理,对能稳定切削的最小切削深度进行了研究。基于微切削模型、刃弧半径、摩擦系数建立了最小切削深度模型。通过数值计算,分析了摩擦系数对微切削力的影响;并利用有限元数值仿真,验证了该模型的正确性。理论分析和仿真结果表明:最小切削深度与刃弧半径成正比,但随摩擦系数减小而增大。该模型的建立对微切削加工参数的选择具有实际指导意义。