外圆磨削磨削区磨削温度的数学模型

磨削加工时磨削区的磨削温度很高,当超过材料的某个极限时就会引起工件的烧伤,因此建立磨削时磨削区的温度数学模型是很有意义的。传统的磨削温度数学模型是在平面磨削的基础上建立的,其数学模型只适用于平面磨削方式。在此基础上建立了外圆磨削时磨削区温度的数学磨型,所建立的模型有助于外圆磨削时磨削区温度的计算,具有很好的现实意义。     

磨削功率的测量与记录

本文介绍的磨削功率测量记录系统是利用电阻型传感器,通过取自电动机一相电流的变化,反映出磨削过程中功率的变化,由仪器记录下幅值曲线,查对应的标定曲线,即得各幅值所对应的功率值。     

磨削过程中低温磨削液及供液装置的开发及研究

本文针对磨削过程中的过高的磨削温度问题，研制开发了一种新型的低温供液装置，解决了工程中的实际问题。本文还采用有限元方法对采用低温供液装置的进行冷却润滑的磨削温度场进行了分析，通过仿真分析及实验验证了这种低温供液装置可以大大降低磨削区的温度，有效减少磨削烧伤，效果良好。     

外圆磨削温度的试验研究

采用半人工热电偶测温方法对外圆磨削的磨削区温度、工件表层温度进行了观察研究。提出了有效地降低磨削区温度以利于提高磨削质量的几点建议。     

断续磨削表面烧伤机理与在线监测方法研究

目的 研究断续磨削烧伤机理和声发射在线监测方法,避免产品磨削加工烧伤现象.方法 基于平面磨削温度场理论和镜像热源方法,建立一种断续磨削工件边缘的温度场模型,基于该模型可对断续磨削烧伤机理进行研究.为验证上述模型的有效性,通过正交实验设计不同断续磨削工况实验,利用红外热成像仪和声发射信号对断续磨削区温度进行在线监测,使用酸洗法和巴克豪森噪声检测仪对磨削后工件表面进行烧伤检测验证,通过对声发射信号的小波包能量求解,建立其与磨削区温度之间的关系.结果 该模型可有效反映断续磨削时工件边缘处磨削区温度场分布情况.计算结果表明,断续磨削工件断口边缘比其他位置磨削区温度更高,且更容易引起烧伤.实验表明,声发射信号的小波包变换总能量与磨削区呈一定相关性,基于声发射信号可对断续磨削烧伤实施在线监测.结论 实验结果证明了该模型对断续磨削烧伤机理分析的有效性,以及利用声发射信号对断续磨削烧伤在线监测的可行性.最后针对某一转向螺母产品实际断续磨削加工烧伤进行在线监测应用,实践结果表明,该方法比传统酸洗烧伤检测更加高效环保,对实现磨削加工烧伤检测自动化和智能化具有重要意义.     

砂轮刚性对磨削性能及产品加工质量的影响

通过测量不同砂轮磨削时机床功率、磨削区温度、刀具的表面粗糙度和刃口质量,分析砂轮刚性改变对砂轮磨削性能和刀具质量的影响。研究发现:在一定范围内降低砂轮的刚性可以提高砂轮的磨削性能,改善刀具的加工质量。其中,加入体积分数10%的尼龙制备的砂轮对其刚性改善比较明显,在相同的磨削条件下,其磨削区的平均温度较普通砂轮磨削区的平均温度低50℃左右;累计磨削相同工件后,机床负载约为使用普通砂轮时的30%~50%;磨削得到的刀具表面粗糙度降低,可以达到R_a0.02μm以下,且磨削纹路规则;在×500倍显微镜下,观察不到刀具崩刃等缺陷,刃口质量得到明显改善。      

缓进给磨削中磨削功率的估算

缓进给磨削的适用面是非常广泛的,但就设备的发展状况看,不可能迅速大量采用新型的缓进给磨床。所以要使这种新工艺推广开来,很有必要针对具体应用,将现有设备改装成采用新工艺的高效专用机床。但在改装设计上,功率的选择是首先遇到的问题。磨削功率确定不了,主轴的设计、轴承的选择、电机的大小等等都无从下手。在我们为一家塑料设备厂改装螺杆外圆螺旋槽缓进给磨床及工艺试验中,就缓进给磨削中磨削功率的估算做了一些工作。     

基于单颗磨粒切削的钛合金磨削过程仿真研究

采用有限元分析软件DEFORM的Johnson Cook材料模型,模拟了润滑涂层单颗磨粒磨削TC4合金的加工过程,对磨屑形成过程中磨削区温度、磨削力和切削变形区内应力的变化情况进行了有限元分析。结果表明:切削高温和高内应力主要集中在剪切变形区的刀尖位置;随着一个锯齿状磨屑节块的生长,温度降低、内应力减小。磨削力和磨削温度随磨屑的形成过程呈规律性变化:随着磨削进行,磨削力逐渐增大,磨削温度也相应升高;在锯齿状切屑完整形成时,磨削力最小、磨削温度最低。     

用有限元法进行低温磨削钛合金温度场的研究

钛合金的加工性能很差，磨削温度对其磨削性能有重要影响，为了改善钛合金的磨削加工性，分析磨削区温度场分布情况并研究如何有效降低磨削区温度具有十分重要的意义，本文建立了平面磨削时工件的传热学模型，并基于有限元原理，利用工程数值模拟软件ANSYS对钛合金（TC4）工件在常温和使用液氮冷却的低温条件下的磨削情况进行了模拟仿真研究，通过分析不同温度条件下磨削钛合金时的磨削温度场分布情况，表明采用液氮冷却的低温磨削技术可以有效降低磨削区的温度，从而有利于钛合金的磨削，文章最后在常温及低温条件下对钛合金进行了磨削实验研究，验证了仿真分析的结果。     

网络通讯技术在磨削质量监控中的应用

研究并开发了一套新型红外线磨削温度自动检测系统.该系统将中央磨削质量检测室中的计算机和全厂的关键磨床组成局域网,可以实时监测每一台磨床的磨削温度.磨床的磨削温度由自行研制的红外线磨削温度自动检测仪来测量.当磨床的磨削温度超过计算机限定值时,中央磨削质量检测室的工程师可通过局域网将磨削用量、修整砂轮和切削液冷却强度等信息显示在磨床的液晶屏上,以供磨床的操作者参考并采取相应措施来降低磨床的磨削温度,可以实现零件在限定的磨削温度范围内高质量、高效率加工.本系统目前已应用在磨削现场,其中磨削温度测量准确,局域网传递信息精确,方便了工程师对现场操作人员的指导,极大地提高了磨削工作效率.     

磨削淬硬中磨削区温度自动控制系统的设计

磨削淬硬是利用磨削区热量对工件表面进行热处理的新技术。在磨削淬硬过程中,工件表面温度的变化直接影响工件表面热处理层的质量。高温热管是一种很好的控制热量传输的器件,为了使磨削淬硬过程中工件的温度变化较小,设计一种温度控制系统,将高温热管与被磨削工件接触,利用红外辐射测温仪检测磨削加工中工件的表面温度,温度数据通过PID控制器传递用以控制高温热管与工件的接触热阻来调节工件的表面温度,从而达到控制表面淬火的要求。     

低温冷却磨削机理的研究

磨削是各种加工材料获得精确尺寸和表面完整性的主要加工方法，但在加工过程中，由于磨削区温度过高，经常导致工件表面热损伤、微裂纹和产生残余拉应力，严重影响工件表面质量和完整性的提高。本文通过采用低温CO2和液态氮为磨削冷却介质，有效地控制磨削区温度。实验结果表明，与干磨削和油冷却磨削相比，液态氮低温冷却磨削力、比磨削能、磨削区温度明显降低，工件表面质量和完整性显著提高，同时明显提高了砂轮的使用寿命和减少了冷却液对环境地污染。     

磨削温度的试验研究

经过试验和理论计算,研究了磨削区的最高磨削温度。详细探讨了热电偶测温技术的实质和过程。利用热电偶测量了磨削接触区的最高温度。对测量温度值与理论计算值进行了比较,试验结果与采用磨削热模型理论的计算结果基本一致。     

光纤红外测温仪的研制及其在磨削区温度测量中的应用研究

本文对磨削加工产生的火花信号和磨削区温度之间的关系进行了分析研究,并利用自行开发的新型光纤红外测温仪对磨削火花信号进行了系统,定量的分析与实验,实验结果表明,磨削加工中产生的火花是一种平滑,稳定的各态历经随机信号,火花信号与磨削区温度,工件的烧伤层深度之间存在广泛联系,该设备可实现磨削区温度的在线有效测量,使工件的加工表面质量及自动化加工程度得到较大提高。     

接触板式平面砂带磨削温度的试验研究

本文首次从理论上导出了能反映各机理性参数和磨削过程中切屑形成能、耕犁能、滑擦能的综合影响的计算磨削区平均温度的理论公式,通过试验实测的磨削温度与理论计算值十分吻合;并进行了砂轮磨削和砂带磨削温度对比试验,磨削用量对砂带磨削温度的影响规律以及砂带磨损对磨削温度的影响等大量试验研究,得出了一些重要结论。     

浅切磨削传热模型及能量分配比率

热损伤是磨削过程中的主要限制因素之一，针对影响磨削温度的因素，分析并计算了浅切磨削温度的能量分配，并据此对浅切磨削的能量分配比率进行分析。建立了二维传热模型、磨削区的最高温升模型、工件表面的热流量模型以及能量分配比率模型，分析了产生热损伤的最高临界温度及其影响因素，为估计砂轮磨削过程中的能量分配和磨削区温度提供了计算方法。     

磨削原理

研究磨具与工件在磨削加工过程中的各种物理现象及其内在联系的一门学科。磨削原理的研究内容主要包括磨屑形成过程、磨削力和磨削功率、磨削热和磨削温度、磨削精度和表面质量、磨削效率等,目的在于深入了解磨削的本质,并据以改进或创造磨削方法。     

脆性材料平面磨削温度场的测量及分析

磨削温度直接影响砂轮寿命、加工成本和工件质量,一直是磨削加工领域研究加工过程及其本质的重点.获得磨削弧区温度及工件实际的温度场分布是研究磨削热机理的基础.本文采用NEC TH31-110红外热像仪,测量了平面干磨削脆性材料时的热像图,获得了工件整体温度场分布及沿层深的温度分布数据,确定了工件磨削接触区的最高温度及其准确...     

高效深磨中温度的理论分析

本文提出了高效深磨的热模型。该热模型中，工件与砂轮的接触用圆弧面表述。发现接触角和Peclet数对磨削区温度有很强的影响。发现材料去除率高而且无磨削烧伤。新热模型对接触区温度很准确的预测。还发现高效深磨中比磨削能很低。而磨屑带走了大部分热。同时，在磨削液被阻碍进入磨削区后，工件的温度急剧上升。     

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。