磨削液对砂轮磨削轴承钢流体动压效应的影响

为了研究不同的磨削液对陶瓷刚玉砂轮外圆磨削轴承钢(GCr15)时的流体动压效应的影响,基于弹性流体动力润滑理论,建立稳态微观热弹流砂轮模型,对比分析水溶性磨削液、乳化液、油溶性磨削液、石蜡油磨削液对流体动压效应的影响,以及采用不同磨削液时磨削区的温度变化,并分析磨削液为乳化液时油相体积分数的不同对磨削区流体动压效应的影响。结果表明:无论是否考虑粗糙度的影响,采用石蜡油磨削液的整体压力最小,整体膜厚最大,而采用水溶性磨削液的磨削区温度要低于油溶性磨削液;综合考虑各种因素,选用乳化液作为磨削液,可获得较好的磨削效果和较低的表面磨削温度;乳化液的油相体积分数越大,整体压力越小,最小膜厚越大,但磨削区的温度上涨也越迅速;为保证磨削区温度不至太高,油相体积分数一般不超过20%。     

基于Reynolds 方程的磨削流体动压特性的研究

由于旋转砂轮与工件表面之间存在楔形间隙,当磨削液进入楔形区域后,就会产生磨削流体动压力。以流体动压润滑理论的Reynolds方程为依据,推导出描述平面磨削时磨削流体动压力方程。采用VB和MATLAB混合编程开发出磨削时磨削流体动压力场的计算软件GRWHP。该仿真软件可用于计算磨削流体动压力的分布及磨削流体动压力对砂轮的法向作用力,且仿真结果与实验结果相符。仿真结果表明:最大磨削流体动压力产生于最小间隙附近,且位于磨削引入区内;最大磨削流体动压力随着砂轮转速的提高而增大,随着最小间隙的减小而增大。     

新型点磨削砂轮磨削力模型及试验研究

点磨削砂轮轴线与工件轴线之间存在倾斜角α,磨削过程中磨粒的运动轨迹改变,点磨削力及理论模型也随之变化。以传统磨削力理论为基础,利用点磨削模型的转换,建立点磨削力理论模型,通过试验验证理论模型的正确性。试验结果表明:模型的计算值与试验结果的趋势一致,数值相近。点磨削力模型为实际加工提供一种辅助和验证方法。同时提出一种带有粗磨区倾角θ的新型点磨削砂轮,在点磨削力模型的基础上,做了进一步研究,建立新型砂轮的磨削力分配模型。通过点磨削试验对该模型进行试验验证,用不同θ角的砂轮在一系列磨削参数条件下磨削阶梯轴。试验表明:模型分析结果与试验结果一致,在相同磨削参数下,带有粗磨区倾角θ的新型点磨削砂轮的磨削力要小于θ=0°的传统点磨削砂轮磨削力,磨削力随着θ角的增大而减小。此外,还可以得出磨削参数倾斜角α、磨削深度ap和砂轮速度vs对点磨削力的影响规律。     

面齿轮磨削力建模与工艺影响分析

建立了碟形砂轮磨削面齿轮的理论模型.应用切斜面磨削理论,将不规则的曲面齿面等效转化为平面,结合Gleason点接触椭圆等特征,方便对磨削力进行分析求解.将砂轮上的工作磨粒数均匀划分成单颗磨粒成屑力与滑擦力个体,精确阐述砂轮在磨削面齿轮时的磨削力.经过实验结果与仿真数值的比照分析得到磨削力对磨削用量的影响参数,实验结果表明,砂轮转速与面齿轮磨削力成反比例关系,工件进给速度与磨削速度与面齿轮磨削力成正比例关系.通过磨削力的实验结果与仿真数值对比分析,可得出最大相对误差为１７.９％,此数据证明了建立的模型与实验结果较为契合,能够很好地反映磨削力与磨削用量之间的关系变化,在提高面齿轮磨削精度与工艺上提供了基础的理论依据.     

刚玉砂轮外圆磨削微观热流体动压效应分析

为了研究陶瓷刚玉砂轮外圆磨削轴承钢(GCr15)时的流体动压效应,基于弹性流体动力润滑理论,建立稳态微观热弹流砂轮模型;对比分析等温条件下陶瓷刚玉磨料、金刚石磨料、CBN磨料的流体动压效应,分析热效应以及粗糙度幅值和波长对乳化液润滑时流体动压效应的影响。结果表明:陶瓷刚玉磨料砂轮相比于其他磨料砂轮的整体压力最小,整体膜厚最大;磨削过程中热效应的影响不可忽略,考虑热效应的影响时,磨削区压力和膜厚减小;随着粗糙度幅值的增大,压力增大,膜厚减小;粗糙度的波长主要和粗糙峰的疏密程度有关,对流体动压力和膜厚的影响较小。     

自适应接触区压力的磨削液供给系统设计

磨削加工过程中由于砂轮高速旋转将在砂轮周围产生高速气流场,气流场会阻碍磨削液进入到接触区,影响磨削液的冷却、润滑和清洗砂轮效果。砂轮周围的气流场与砂轮转速有着密切联系,在砂轮转速改变时,其气流场的压力分布也随之变化。传统的磨削液通常采用定参数供给方法,而未充分考虑砂轮速度对磨削液注入效果的影响,造成有效磨削液比例很低,由此也造成磨削工艺绿色度不高。在对砂轮气流场的压强与速度分布分析的基础上,提出了一种与砂轮转速自适应的磨削液供给方法,优化设计磨削液供给液流路线,并使用光电编码器和单片机实现了磨削液智能供给,完成了系统设计。     

磨削液对陶瓷结合剂CBN砂轮磨削性能影响

分析了磨削液对陶瓷结合剂CBN砂轮磨削性能的影响，使用3种磨削液在精密外圆磨床M1420E上进行了磨削加工实验，用加工表面微观形貌、表面粗糙度R。值、工件表面残余应力以及砂轮径向磨损量对磨削液效能进行评价。结果表明，轻质润滑油不仅能提高工件表面质量，降低表面粗糙度值，而且砂轮磨损量明显降低，乳化液和化学合成液对磨削性能的影响各有利弊，润滑油是陶瓷结合剂CBN砂轮磨削的优选磨削液。     

工程陶瓷磨削力的影响因素研究

磨削力是反映磨削过程的重要参数,磨削力与被磨材料的性能和显微结构、磨削用量、砂轮特性以及材料去除机制等有着密切关系。从陶瓷磨削模型和工程陶瓷材料磨削过程中的材料去除机制出发,分析了陶瓷磨削过程,研究了磨削力的形成,分析了磨削力的特点,并从磨削力的影响因素出发,分别研究了陶瓷材料性能、磨削方向、砂轮磨削速度、工件速度、磨削深度和砂轮粒度对磨削力的影响,对陶瓷磨削理论有了进一步的认识。     

杯形砂轮精密磨削WC-Co涂层磨削力的试验研究

为了了解杯形金刚石砂轮精密磨削WC-Co涂层磨削力的特点,对杯形金刚石砂轮精密磨削WC-Co涂层的磨削力进行试验研究,进而对磨削力的特点、磨削用量影响规律和频率特性等方面进行分析.分析结果表明,杯形金刚石砂轮精密磨削WC-Co涂层时的磨削力具有其独特性.     

砂轮渗透磨削液能力的理论分析

磨削烧伤是妨碍磨削效率进一步提高的一大因素.因此近年来除了提高磨削液的自身品质外,在普通供液、喷射供液等方法基础上隔气板、挡风板、喷嘴及位置选择等研究十分活跃,试图开发出一种更有效的供液方式.作者曾想通过砂轮的渗透将磨削液带入磨削区,以达冷却与润滑之目的,下面针对这一想法作一粗浅的理论分析.1 适用于砂轮渗透流的基本方程式     

磨削加工中磨削区流场的数值分析

基于动压润滑理论,建立了浇注法方式下磨削区流场的光滑数学模型并利用多重网格法计算出了磨削区流场的动压力和流体速度;在光滑模型的基础上建立了考虑砂轮和工件表面粗糙度的粗糙模型并利用多重网格法得到该模型下的解.结果表明:粗糙模型得到的磨削加工区流体的动压力及流速曲线是不光滑的,但光滑模型和粗糙模型的解吻合较好.     

形貌重构砂轮磨削试验研究

设计了一种金刚石纤维切削装置，用其对白刚玉砂轮进行断续飞切来加工出断续微沟槽，从而实现砂轮的表面形貌重构。采用原始砂轮及形貌重构砂轮分别进行GCr15淬硬轴承钢的常温干式、浇注式磨削的对比试验研究，探讨了形貌重构砂轮的磨削性能。试验结果表明：相较于原始砂轮，在相同的试验条件下形貌重构砂轮在磨削时其磨削力和磨削温度均可以显著降低。通过常温干式、浇注式润滑条件下的磨削对比试验验证了形貌重构砂轮可以更有效地将磨削液带入磨削区进行润滑冷却。     

加工莱阳绿大理石时的磨削力正交试验研究

通过金刚石砂轮磨削莱阳绿大理石时的正交磨削试验,将磨削速度、进给速度和磨削深度对水平磨削力Fh和垂直磨削力Fv的影响,做了系统的研究.通过极差分析和趋势图得出磨削大理石时的优化工艺参数.分析表明:进给速度和磨削深度对磨削力的影响要比磨削速度显著.建立了磨削力回归经验公式,经与试验数据比较,所建立的回归方程与试验数据拟合...     

高效深磨中磨削温度和表面烧伤研究

介绍了一种高效深磨的磨削热模型——圆弧热源模型，该模型和直线倾斜平面模型相比改进了温度的预测；给出了圆弧热源磨削温度的积分公式和量纲一温度计算式；详细分析了热流量，推导了工件、砂轮、磨削液和磨屑的对流因子计算公式，在此基础上给出了最大接触温度的计算公式；使用J形热电偶测量了磨削接触面接近磨削烧伤时的最高磨削温度和磨削液沸腾的温度。实验结果与理论计算值对比表明，测量温度与理论计算温度有极好的一致性。     

切入磨削与纵向磨削的磨削力分析与比较

研究了同时包含切入磨削和纵向磨削的复杂外圆磨削过程。根据纵向磨削过程的特点,将砂轮等效成若干个小砂轮,在传统阶梯模型的基础上构建了砂轮磨损的抛物线模型。推导了基于两种模型的纵向磨削切向分力和切入磨削切向分力的比较公式,两切向分力的比值反映了切入磨削和纵向磨削转换时切向分力的变化情况,它主要与磨削系数、砂轮宽度和纵向进给速度有关。采用砂轮主轴功率信号分析磨削切向分力,通过实验验证了抛物线模型更符合实际情况的结论。研究结果为采用磨削力信号和功率信号研究复杂磨削过程的监控提供了参考依据。     

杯形砂轮磨削高硬度球面砂轮磨损的研究

采用分块杯形砂轮磨削高硬度球面,磨削过程中砂轮磨损不仅影响砂轮磨削性能,而且造成工件和砂轮实际接触面积不断产生变化,影响磨削力和磨削质量。为此,基于展成法磨削原理研究砂轮块磨损后的形状变化,分析了分块砂轮的磨损形式,揭示了进给过程中砂轮块磨损形状的变化规律,推导了砂轮磨损量和砂轮工件接触面积的计算公式,分析了砂轮磨损速度的变化趋势及其影响因素,试验最后研究了砂轮磨损量的变化规律,并验证了砂轮磨损量的计算模型。     

聚晶金刚石刀具的刃磨机理

研究砂轮粒度、ＰＣＤ粒度、砂轮转速、工作压力、砂轮修整和冷却液等对聚晶金刚石（ＰＣＤ）磨除率的影响，指出ＰＣＤ刃磨时，材料的去除是机械作用的结果，当有效磨削功率较大时，材料磨除率较高。     

Compliance Feedback Control for Part Parellelism in Grinding

A method is presented for controlling surface parallelism by manipulating the depth of cut during the grinding process. In vertical spindle surface grinding, achievable single-pass tolerances are often limited by the grinding wheel and machine compliance. The presented methodology consists of adjusting the depth of cut precisely during grinding to enhance the dimensional tolerance without the need for additional spark-out passes. In this methodology, the adjustment is based on the predicted deflection from the modelled compliance and the measured vertical force. Two independent methods are com-pared in identifying the compliance of the system. A commercial multi-axis CNC controller is reconfigured for processing the dynamometer measurement, calculating controlling commands, and actuating servo loops in real-time. As the deflection of the system varies with the grinding force, a tracking controller follows the predicted deflection of the wheel via depth of cut manipulation, thus cancelling out the part form errors. Experimental results over a range of process conditions are given which demonstrate the effectiveness of the compensation system in the context of ground part parallelism.