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%。     

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。     

高速铣削质量与切削用量关系的研究

高速切削现象与普通切削不同,实验表明,在高速切削条件下,当切削速度在180～314 m/min,铣削深度不超过0.5 mm时,进给速度在较大范围内变动,对铣削质量影响不大,影响铣削质量的主因是切削速度和吃刀深度,加工试件的表面粗糙度值随切削速度的增大而变小,随吃刀深度增大而增大。     

采煤机液压元件深槽表层定心磨削加工参数优化分析

为了提高深槽结构件表面的磨削加工精度,采用信号过滤的方式对磨削力进行测定,研究砂轮转速对深槽磨削加工表层磨削力和表面形貌的影响。研究结果表明:当砂轮转速增大后,引起切向切削力与法向切削力的同时下降,法向切削力比切向切削力高。砂轮转速增大会引起磨削区内产生更多的磨粒数量,最大未变形切屑厚度减小,导致成屑磨粒的切入深度降低。当砂轮转速增大后,表面粗糙度发生线性降低,产生了沿切削方向分布的划痕,降低最大未变形切削厚度,使磨粒成屑过程需要切入的工件表面深度随之降低,减小了耕犁条纹的深度,形成更小的切削力。     

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。     

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。     

不同加工方式切割烧结钕铁硼磁体的表面微观形貌和粗糙度研究

采用电花火加工、电镀金刚石线和内圆锯片切割钕铁硼材料,分析电火花加工、电镀金刚石线和内圆锯片切割对烧结钕铁硼磁体的微观形貌和表面粗糙度的影响。利用SJ-410粗糙度仪、JMS-6010LA型扫描电子显微镜,对不同加工方式的切割工具的微观形貌、磁体的表面微观形貌及表面粗糙度进行表征。结果表明：电火花加工材料的去除方式为熔化、气化和热应力,内圆锯片和电镀金刚线的材料去除方式为塑性去除和塑性变形;在不同加工方式和切割速度条件下,电火花加工表面粗糙度最高达到了7.5 μm;在0.15 mm?min^-1切割速度下,电镀金刚石线的材料外形规则并呈球状,切割以面与面切削,单位应力小,金刚石压入深度小,粗糙度最小;在高切割速度下,电镀金刚石线的往复运动存在线锯切割换向,对工件会产生较大的正应力,表面粗糙度值高于内圆锯片。     

高温环境下超声滚压工艺参数与涂层表面性能的相关性北大核心

在45#钢基体表面等离子喷涂得到Fe基WC涂层,将喷涂后的试样进行磨削加工,探究不同加工参数下超声滚压对Fe基WC涂层表面性能的变化。利用正交试验研究在不同的超声滚压(USRP)加工参数下,强化处理后Fe基WC涂层粗糙度的变化,明确各加工参数对表面粗糙度影响的显著性。采用三维白光干涉形貌仪、SEM等手段分析Fe基WC涂层的表面粗糙度、截面组织形貌、显微硬度和残余应力。结果表明,工艺参数对粗糙度影响的程度顺序为:温度>主轴转速>静压力>下压量。在温度为650℃、主轴转速为125 r/min、静压力为0.5 MPa、下压量为0.25 mm的工艺参数下,高温超声滚压(HT+USRP)处理后Fe基WC涂层表面粗糙度Ra由原本磨削的1.298μm和常温超声滚压(NT+USRP)的0.658μm降至0.211μm;在温度为650℃、主轴转速为125 r/min、静压力为0.4 MPa、下压量为0.25 mm的工艺参数下,涂层表面发生塑性变形,晶粒细化,显微硬度由原本磨削后未超声滚压(Untreated)的588.3 HV和NT+USRP的712.5 HV升至1058.8 HV。NT+USRP后的残余压应力为-359.7 MPa,HT+USRP后降至-308.2 MPa,但HT+USRP后试样的残余压应力层深度能达到800μm。HT+USRP工艺明显改善了Fe基WC涂层表面性能质量,其中温度对工艺的影响最为显著。     

极近距离下位煤层巷道布置形式及合理错距研究

极近距离下位煤层开采时顶板受上位煤层开采影响破坏严重,造成巷道支护困难。以西铭矿8^#和9^#煤层为研究对象,采用数值模拟的方法,分析8^#煤层开采后应力分布特征,确定9^#煤层巷道的布置方式;对比研究9^#煤层巷道不同错距布置下围岩变形和应力分布规律,得到巷道合理内错距离。研究结果表明：8^#煤层开采完毕后上覆岩层形成“砌体梁”承载结构,离层区和部分重新压实区处于低垂直应力区,9^#煤层巷道选择内错式布置;随着内错距离的增加巷道围岩应力不对称性削弱,围岩变形量呈现先增大后减小的趋势,并以内错6 m为分界点,9^#煤层巷道合理内错距离为6 m.     

河南省某铁矿区隐伏铁矿体深部找矿研究

河南省某铁矿区主要地质面貌为平原和丘陵,已发现并且开采的铁矿有近20条,已探明储量高达6.7亿t,属于全国铁矿产量前十的矿区之一。通过高精度磁法勘探技术进行找矿勘探并圈定异常点,再通过可控源音频大地电磁法勘探技术对异常点进行找矿勘探,圈定找矿靶区和预测钻探深度,最后通过实际工程勘探,对预测结果进行了验证。研究表明:(1)区内共有6个异常点,其中M2、M6异常可能是地下存在铁矿石所引起的磁场异常;(2)区内圈定找矿靶区两处,分别为C₁勘测线45^#～47^#监测点(1^#靶区)和C₂勘测线11^#～21^#监测点(2^#靶区),经过地质信息分析获得1^#、2^#靶区的钻探深度均为1000m。(3)通过实际工程勘探,验证了所圈定的靶区深部存在隐伏铁矿体。     

零件表面磨削加工时微观不平度的数值模拟

讨论了磨具在使用过程中工作表面状态的变化规律,推导了粗糙度计算公式,分析了磨削时被加工工件表面的形成过程,揭示了磨具表面磨粒峰钝化过程和自励性过程平衡变化的影响因素,通过理论计算和实验结果的比较,客观地展示了采用模拟方法得到的工件表面粗糙度的参数和实验参数的一致性。     

纳米晶粒硬质合金磨削加工表面质量实验研究

以乙酸盐为原料,通过一步微波法烧结制备出了镍钴锰酸锂LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正极材料,研究了烧结温度、保温时间对材料结构形貌以及电化学性能的影响。结果表明,在900℃保温4h所制备的正极材料以0.2 C倍率,2.75-4.3 V电压平台下首次放电容量为156 mAh/g,经过30圈充放电循环后,容量为141.65 mAh/g,容量保持率为94.2%;在电流密度0.5 C和1 C条件下,经过30次循环后容量保持率分别为91.2%、89.02%。     

一种圆弧车削装置的研制

传统的圆弧车削是通过操作工手动进给车刀而形成圆弧的,加工出的圆弧外观质量、表面粗糙度等很难达到设计及使用要求,由此设计了圆弧车削装置。该装置利用了蜗轮蜗杆,将手轮的旋转经过蜗轮蜗杆传递到专用车刀,由车刀旋转切削形成圆弧。经过验证,利用该装置所加工的圆弧完全达到要求,且效率显著提高,值得推广使用。     

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     

轴向超声波辅助磨削工程陶瓷边界损伤实验研究

针对磨削工程陶瓷时边界处易出现损伤缺陷的问题进行了研究,建立了基于磨削参数的边界损伤预测模型。采用单因素法进行了磨削实验,以边界损伤深度为参考对仿真结果进行验证,结果表明,磨削深度对边界损伤影响较大;主轴转速越低,边界损伤值越大,且随主轴转速升高边界损伤值的变化逐渐趋于平缓。与普通磨削相比,超声波辅助磨削能有效改善被加工材料的边界损伤情况。     

超声磨削工程陶瓷材料方法与机理的研究

在超声波加工工程陶瓷的理论基础上,提出了利用超声旋转磨削加工工程陶瓷的数控加工方法,对旋转超声磨削加工的工具进行了设计,分析了材料的去除机理,并对超声旋转磨削的加工机理进行了初步地探讨。     

深孔磨头的设计

对于深孔磨削的磨头 ,最主要的是要保证磨头具有足够的刚度和回转精度 ,否则在加工过程中易产生振动 ,使被加工零件难以达到所要求的精度和表面粗糙度 ,甚至损坏砂轮。深孔磨头的设计主要是克服上述缺陷 ,提高加工精度     

砂带磨削接触有限元分析

针对砂带磨削中接触状况,研究磨削轮与工件的接触应力关系,利用有限元方法,使用MSC.MARC软件对某型号磨削轮进行应力分析,得出接触应力影响因素的影响程度,指导磨削轮设计和恒压强磨削控制。     

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。