热管砂轮干磨削温度场数值模拟

基于一种利用热管技术对磨削弧区进行强化换热的构想,采用FLUENT软件建立了环形热管砂轮干磨削温度场的仿真模型,得到了热管换热能力与热流密度、转速和砂轮壁厚的关系,并在相同热流密度下对比了热管砂轮与热管砂轮弧区的温度。仿真结果表明:弧区温度会随着热流密度的增大相应升高,随着转速的增大而降低,热管的启动时间会随着砂轮壁厚的增大减慢;相同热流密度下,热管砂轮的弧区温度明显低于无热管砂轮。最后通过干磨削钛合金TC4试验,对仿真结果进行了验证。     

基于遗传算法的DZ4高温合金——磨削工艺与砂轮的优化

为降低ＤＺ４定向凝固镍基高温合金的磨削温度,防止削烧伤,本文在通过方法建立ＤＺ４合金磨削加工时磨削比能与弧区热流密度计算公式的基础上,利用基于遗传算法的多目标约束优化方法,对磨削ＤＺ４合金时的砂轮形貌与磨削工艺参数进行了优化设计,为这些参数的合理选择提供了理论依据。     

两种砂轮磨削S136钢的实验研究

采用氧化铝砂轮和cBN砂轮对S136模具钢进行磨削实验,研究两种砂轮磨削S136钢过程中磨削力与磨削温度随磨削参数的变化规律,以及磨削力、磨削温度与磨削表面硬度、表面烧伤、表面粗糙度等的关系。实验结果表明:在相同的磨削参数下,氧化铝砂轮的磨削力比cBN砂轮的磨削力大10～30 N;氧化铝砂轮的磨削温度远远高于cBN砂轮的磨削温度,并且随着切深的增加,两种砂轮的温度差值增大;当磨削温度达到一定值时,工件的磨削表面出现烧伤,工件表面粗糙度急剧增加,工件表面硬度显著降低。     

磨粒有序多孔立方氮化硼砂轮高效磨削高温合金烧伤研究

针对高温合金高效磨削过程中存在磨削烧伤问题,基于氧化铝空心球造孔与高温钎焊技术,研制了多层磨粒有序排布的多孔立方氮化硼(Cubic Boron Nitride,简称CBN)砂轮,开展了高效磨削GH4169镍基高温合金试验研究,分析了缓进给磨削中工件表面突发性烧伤特征,并提出采用添加石墨导流块来抑制工件烧伤策略。研究结果表明:添加石墨块导流后,缓进深切磨削砂轮最大材料去除率可提高3倍以上。当切深为0.2mm时,高速磨削时砂轮最大材料去除率可达20mm3/(mm·s)。当材料去除率为2mm3/(mm·s)时,随着磨削速度增大,磨削温度先下降后上升,当vs=80m/s时磨削温度最低。越过临界速度100m/s,磨削温度则呈下降趋势。     

关于普通砂轮与cBN砂轮加工工件时的温度实验

在许多磨削应用领域,磨削速度取决于温度效应,例如：表面烧伤、残余应力、微裂纹等。热损伤是常见的影响生产力因素之一,由于价格优势,在加工过程中大量使用普通砂轮。与普通砂轮相比,cBN砂轮具有良好的热传导性能,它的磨削速度更快,消除了影响生产力的顾虑。本文研究了使用普通砂轮和cBN砂轮加工型号为52100钢时表面的最高温度。此实验在干磨和湿磨的条件下进行。     

基于集中热源法的高速磨削温度场解析

建立了高速磨削弧区集中热量分布模型,并推导出高温合金高速磨削时磨削弧区工件表层温度分布的理论解析式,进而利用理论计算公式实现了对单层钎焊有序排布CBN砂轮磨削高温合金磨削温度场的数值仿真计算,并对模型进行了验证,确证了所建模型的可靠性。     

CBN砂轮磨削镍基高温合金磨削温度实验研究

磨削高温是限制磨削技术发展的主要瓶颈之一,因而研究磨削过程中产生高温的机理及磨削温度的变化规律十分重要。采用260 mm的单层钎焊有序排布CBN砂轮,对镍基高温合金GH4169进行不同速度下的磨削实验。实验过程中,保持砂轮线速度和工件进给速度的比值不变,从而保持单颗磨粒最大未变形切屑厚度不变,发现比磨削能得到有效控制,磨削温度的上升主要由材料去除率的提高所导致;随着砂轮线速度的增加,磨削弧区热量分配关系发生显著变化,传入工件的能量增加;磨粒排布方式对传入工件的热量有影响,同一磨削工艺参数下,磨粒斜排布的砂轮磨削温度要低于磨粒直排布的砂轮,最佳磨粒排布方案还有待进一步的研究。     

干磨新工艺的试验研究

磨削加工时需要非常高的能量输入,导致磨削区温度升高,因此干磨变得非常困难。介绍一种新的方法来减少热能,即在特殊条件下使用金刚石修整器来修整CBN砂轮,使砂轮表面磨粒面积减少。实验结果表明:与同样的材料磨除率下的普通砂轮磨削过程比较,该砂轮的磨削力大幅下降,没有磨削烧伤和工件表面损伤发生。     

石墨软涂层自润滑单层钎焊CBN砂轮干式磨削钛合金实验研究

钛合金在磨削加工时容易产生烧伤现象,影响工件表面质量,因而传统的磨削加工大量采用磨削液浇注法降低磨削温度,但是磨削液的大量使用给环境和操作者健康带来了很大的危害,而且增加了磨削液排放回收的成本.基于“用固体润滑剂替代磨削液”的思想,制备了石墨软涂层自润滑单层钎焊立方氮化硼(CBN)砂轮,并进行了干式磨削钛合金实验.实验结果表明:自润滑砂轮的涂层中石墨质量分数最佳值为20％,此时干式磨削钛合金的工件表面温度最低;另外,与无自润滑剂砂轮相比,磨削温度均较低,不超过440℃.     

曲轴轴颈端面磨削烧伤问题的新解决方案

为解决磨削曲轴轴颈端面时出现磨削烧伤的问题,在调整冷却系统无果的情况下,重新设计砂轮结构。通过调整砂轮端面和磨料类型,设计并制备新型电镀CBN砂轮,并以其进行磨削加工实验。结果表明:在冷却系统不变的情况下,新型电镀CBN砂轮可以解决此加工过程中的磨削烧伤问题。      

微晶刚玉砂轮缓进给磨削镍基高温合金GH4169及花键研究

镍基高温合金GH4169作为一种典型的难加工材料,已被广泛应用于航空发动机各类零部件。微晶刚玉砂轮以其优异的自锐性正被逐渐用于磨削加工航空材料。为优选加工高温合金涡轮轴花键的砂轮,使用SG、5SG和TG三种磨料的微晶刚玉砂轮开展高温合金缓进给磨削试验,研究磨料种类对磨削力、磨削温度和表面粗糙度的影响规律。研究结果表明:缓进给磨削高温合金GH4169时,5SG磨料微晶刚玉砂轮的磨削力和温度最小,TG磨料砂轮次之,SG磨料砂轮最大。三种磨料砂轮磨削后的工件表面粗糙度值R_a均在0.3 μm以下。最后,选用5SG磨料微晶刚玉砂轮加工高温合金花键样件,各项检测结果均能满足指标要求。      

静电喷涂涂层砂轮磨削钛合金工件温度研究

针对钛合金材料难磨削加工的特点,设计了一种静电喷涂砂轮涂层系统和实验砂轮,完成了干式磨削钛合金的实验,分析了不同磨削条件对磨削温度的影响规律。研究表明:采用静电喷涂固体润滑剂涂层砂轮磨削加工钛合金,在同样的加工条件下,磨削深度为0.2 mm时,未涂层砂轮磨削温度接近900℃,涂层砂轮磨削温度不超过600℃。固体粉末静电喷涂润滑砂轮涂层可有效降低磨削温度。      

磨料有序化排布砂轮磨削TC4温度实验研究

为了获得磨料有序化排布砂轮磨削TC4的温度变化规律,使用电镀CBN砂轮对TC4合金进行磨削实验。砂轮分别采用叶序、错位和无序3种不同的磨料排布方式。研究了工件表面平均温度与进给速度和磨削深度的关系,并对3种磨料排布方式的电镀CBN砂轮磨削工件时温度的变化形态进行对比。结果表明:在相同磨削条件下,磨料有序化排布能有效降低TC4的磨削温度,使用叶序排布磨料砂轮能获得更低的工件表面温度。     

基于磨屑热辐射流对磨削烧伤与砂轮磨钝在线辨识的研究

磨削表面层烧伤和砂轮磨钝是被磨机械零件常见的一种缺陷，它直接影响到被加工零件的使用寿命和机器运行的可靠性。对其在线辨识一直是机械工程领域的研究课题。本文首先归纳了磨屑热辐射流温度作为特征信号的理论基础，然后介绍了基于人工神经网络的磨削烧伤和砂轮磨钝的在线辨识。实验和分析结果表明：磨屑热辐射流温度信号是较好的辨识信号源，自聚类神经网络可智能辨识磨削烧伤和砂轮磨钝，辨识精度较高，且具有一个重要特点：网     

石墨自润滑钎焊CBN砂轮磨削镍基高温合金温度的试验研究

利用石墨自润滑钎焊CBN砂轮和陶瓷CBN砂轮进行了高温合金GH4169磨削对比试验,采用夹丝半人工热电偶方法测量工件表面磨削温度,并运用扫描电镜、能谱仪对砂轮表面磨粒的微观形貌及元素分布情况进行分析。结果表明:在相同磨削条件下,多层自润滑钎焊CBN砂轮磨削GH4169高温合金的磨削温度比陶瓷结合剂CBN砂轮低100℃左右;砂轮表层的磨粒表面形成一层石墨薄膜,有助于减小摩擦,从而降低磨削温度。     

高效磨削用热管砂轮基体应力应变分布的有限元分析

鉴于高效磨削用热管砂轮对其基体强度提出了越来越高的要求,通过ANSYS仿真软件对其进行有限元数值模拟,分别探讨了两种不同基体材料的热管砂轮在空转条件下以及磨削力和离心力共同作用下的应力应变分布,得到了热管砂轮在不同转速下的应力分布图以及径向位移的分布情况,并完成砂轮基体的强度校核。仿真结果为热管砂轮结构的改进提供了有益的参考,对热管砂轮的结构优化具有理论指导意义。     

电镀立方氮化硼成形砂轮磨料颗粒尺寸的最优选择

一、电镀立方氮化硼成形砂轮的制造方法立方氮化硼(CBN)是一种性能优良的超硬磨料,适合于磨削普通磨料难于加工的工具钢、模具钢、不锈钢和耐热合金等材料。CBN砂轮磨削时磨削力小,磨削温度低,零件加工表面不出现烧伤和裂纹,因此能进一步提高零件的加工质量和精度。由于CBN砂轮不易钝化和磨损,可以长时间磨削而不需修整砂轮,因此用于成形磨削优点更突出。在各种CBN砂轮     

在深切缓进给外圆切入磨削中磨削温度的试验研究

深切缓进给磨削通常是在一次切深2～20毫米、工件进给速度5～309毫米/分的磨削用量下,对工件进行磨削的。当磨削条件或磨削用量选择不当时,常常会由于磨削弧区的高温作用引起工件表面发生严重烧伤,甚至使磨削过程无法进行。在深切缓进给外圆磨削的研究工作中,我们采用半人工热电偶法对45钢和球墨铸铁磨削时的磨削温度进行了测试和研     

金属结合剂金刚石多孔砂轮磨削温度的实验研究

制备了不同孔隙率的金属结合剂细粒度和微粉金刚石多孔砂轮并进行了不同材质石材的磨削性能实验.采用热电偶测温法,研究了不同孔隙率、不同磨粒粒度的金属结合剂金刚石多孔砂轮对两种不同工件材料的磨削温度特性.实验结果表明,不同孔隙率、不同磨粒粒度的金属结合剂金刚石砂轮的磨削温度均随着转速及切深的增加而增加;细粒度的金属结合剂金刚石砂轮随着孔隙率的增大,磨削温度降低;而微粉金属结合剂金刚石砂轮则表现出和细粒度金属结合剂金刚石砂轮不同的特性,即孔隙率达到一定值时,随着孑L隙率继续增大,磨削温度反而升高;同一孔隙率金属结合剂金刚石砂轮,细粒度金刚石砂轮的磨削温度要低于微粉金刚石砂轮的磨削温度.     

基于有限差分模型的磨削弧区流场动压力数值分析

磨削弧区动压力对通过磨削区磨削液的有效流量、润滑和冷却作用有重要影响。本研究基于流体动压理论,建立了磨削弧区的动压力分布数学模型,将微分方程简化至近似泊松方程形式后,采用有限差分法将连续方程离散化,得出了磨削区动压力的数值解,并提出了迭代优化算法,提高了计算效率。将砂轮特性参数纳入数学模型之中,可根据砂轮材质、砂轮与工件间隙、砂轮转速等参数预报磨削弧区的磨削液动压力分布。在此理论模型基础上,进行了验证实验,证明模型的科学性。结果表明:通过输入砂轮各项参数,该模型可以快速、准确地预报动压力的分布,为磨削加工提供参考。