轴向功率超声珩磨力学模型的建立及仿真

功率超声珩磨技术在发动机缸套的精密加工中能够得到较好的表面质量,其中珩磨力的大小与超声振动特点有关,是影响工件材料去除、磨削热及表面质量的重要因素之一。基于超声珩磨材料去除机理,考虑了油石表面磨粒分布规律,建立了包括材料切屑变形和磨粒与工件摩擦两种情况的超声珩磨力学模型。由力学模型仿真结果可知:功率超声珩磨磨削力与加工参数及加工过程中材料物理变化均有关,特别是材料应变率效应更加明显;在相同加工条件下,超声珩磨磨削力比普通珩磨平均降低50%以上,并且法向力与切向力比值增大,有利于材料的去除;超声振动能够减小磨粒与工件的平均动态摩擦系数,从而减小平均切向摩擦力大小,有利于提高工件表面质量;珩磨深度较主轴转速对珩磨力影响更大,当主轴转速高于620 r/min时,珩磨力开始逐渐减小。     

精密成形磨削工艺参数的仿真研究

为研究精密成型磨削过程中工艺参数的选择,利用CAD软件建立摆线齿轮成型磨削三维模型,在Deform-3D有限元软件中设置相应仿真参数,仿真分析砂轮线速度、摆线轮进给速度对磨削后表面粗糙度、磨削力、材料去除量及砂轮磨损量的影响。结果表明:齿轮表面粗糙度随砂轮线速度的增加而减小,随摆线轮进给速度的增加而增加,随打磨次数的增加而减小;在进入成形磨满磨过程后,法向力峰值将会基本稳定在切向力峰值的三倍;随着进给速度增加,磨耗比存在波浪形起伏的变化。     

基于微晶刚玉磨粒切削的20CrMnTi齿轮钢磨削机理研究

为了研究微晶刚玉砂轮对20CrMnTi低碳合金钢的磨削机制与磨削力规律,采用单颗微晶刚玉磨粒划擦实验模拟20CrMnTi钢的磨削加工过程,进而推导出了单颗磨粒划擦的磨削力数学模型公式。研究表明:20CrMnTi钢划痕呈现显著的塑性去除形式,且划擦过程伴随着显著的力值特征。法向力与切向力均随着划擦深度、进给速度的增大而增大,划擦深度对磨削力的作用更明显。单颗磨粒的磨削力源于切屑变形和摩擦,切屑变形引起的法向力和切向力之比为0.75,磨粒顶部与材料的摩擦系数为0.46。     

有序化砂轮的研究现状及进展

砂轮是磨削加工技术中使用最为广泛的加工工具,但传统磨粒砂轮其磨粒与结合剂之间结合面积小,砂轮表面磨粒无规则随机排布,存在磨削时法向力与切向力之比高、磨削比能高和磨削温度高等问题,影响了零件加工质量及效率,降低了砂轮使用寿命。有序化砂轮是利用现代加工制造方法使得磨粒在其表面形成规则化、序列化排布模式的一种新型砂轮,其优点是可以提高动态有效磨粒的比例,增加砂轮容屑空间,有效降低磨削温度,延长砂轮的使用寿命以及提高加工表面质量。综述了近年来有序化成型方法、有序化砂轮排布方式和加工性能,以及有序化纤维砂轮的研究现状及进展,以期为有序化砂轮的应用提供更为广阔的市场空间。     

单颗金刚石磨粒切削氮化硅陶瓷仿真与试验研究

为探索氮化硅陶瓷单颗磨粒切削加工的机理,进行单颗金刚石磨粒切削氮化硅陶瓷的仿真与试验。选用截角八面体模拟金刚石磨粒,基于Johnson-Holmquist ceramic硬脆材料本构模型,采用有限元网格法进行单颗磨粒直线切削仿真,分析工件材料的切屑去除、划痕形貌、应力动态变化与分布、切削力变化等现象,以及工艺参数对切削力的影响。制备单颗金刚石磨粒工具,在平面磨床上进行单颗磨粒切削氮化硅陶瓷的试验,进一步分析划痕形貌、切削力的变化,并验证有限元仿真的正确性。研究表明,划痕光直平整,塑性隆起很少,边缘存在较大尺寸的破碎,划痕内有局部小尺寸的破碎;划痕的深度和宽度比磨粒的切削深度和宽度尺寸略大。应力与切削力存在动态波动。随着砂轮速度的增加,切向力和法向力减小;随着切削深度的增加,切向力和法向力增大。切削力比在4～6之间变化。     

钎焊金刚石砂轮磨削硬质合金的磨削力研究

采用钎焊金刚石砂轮对两种硬质合金进行磨削实验,通过测量磨削过程中的磨削水平力和垂直力,对砂轮所受的单位宽度法向力、切向力和力比进行了研究。建立了单颗磨粒磨削力与加工参数间的理论模型,并用实验数据进行验证。理论分析了磨削深度、进给速度对单位宽度磨削力、单颗磨粒磨削力及力比的影响程度。     

单颗金刚石磨粒磨削玻璃的磨削力研究

选取三种典型形状的金刚石磨粒对玻璃进行了单颗磨粒磨削实验,测量了磨削力,分析了磨削参数及磨粒切入锥角对磨削力的影响。结果表明:磨削力曲线不沿磨痕呈对称分布,法向力出现明显波动;顺磨与逆磨对磨削力没有明显影响。磨削力随着磨削深度的增大而增大,随磨削速度的减小而增大;随着磨粒切入锥角的增大,磨削力明显增大。相同切削速度下,磨削力与相应磨粒的侧面耕犁面积呈良好的线性关系。不同磨粒的法向力与切向力有着良好的线性关系。     

新型砂轮研究进展及其展望

磨削加工技术是制造技术中的重要领域,是实现精密加工、超精密加工中最有效、应用最广的工艺技术。砂轮是磨削加工技术中使用最为广泛的加工工具,但传统砂轮存在磨粒容易脱落、磨削比能高、法向力与切向力之比大、需要定期修锐、加工塑性金属材料时容易堵塞等问题。探讨了砂轮的最新研究进展和研究成果,分析了单层钎焊砂轮、纤维砂轮、开槽砂轮、柔性砂轮、多孔砂轮以及磨粒有序化砂轮等新型砂轮的结构特点和不足,并对砂轮的研究发展进行了展望。     

超硬材料的磨削技术

陶瓷、硬质合金、超级合金和玻璃是目前工程界所用的几种具有最硬结构的材料。它具有极高的耐磨性,很高的耐高温性,良好的热稳定性,并且比重也很小。正是这些优越的性能也给加工带来了巨大的困难。磨削是一种传统加工方法,但却容易导致象陶瓷这样的脆硬材料破裂,甚至内部产生裂纹。 与磨削普通金属相比,磨削超硬材料时,砂轮和工件之间会产生大得多的法向力。虽然切向力非常接近,但磨削金属时,法向力和切向力的比率可以低到3:1;而磨削陶瓷时,该比率非常大。 实验证明,缓进给磨削工具钢,切向力大约50磅(1磅=4.536N,下同),法向力为400磅。在同一条件下磨削陶瓷,保持切向力为50磅,则法向力高达1000磅。     

单颗金刚石磨粒划擦20CrMnTi材料的划擦力研究

利用单颗金刚石磨粒划擦20Cr Mn Ti齿条试件试验来模拟成形磨削砂粒的磨削过程,采集了划擦过程中的划擦力,分析了划擦法向力和切向力信号的变化趋势,改变划擦深度与进给速度,探讨划擦深度与进给速度对划擦力的影响,研究不同磨粒粒度下的划擦力变化。结果表明:单颗金刚石磨粒划擦20Cr Mn Ti试件时的划擦法向力为驼峰形,而切向力波动更频繁;单颗磨粒的滑擦力随着滑擦深度、进给速度的增大而单调递增;相同条件下磨粒受到的划擦力随着磨料粒度号的增大而减小。     

用普通磨床进行超精度磨削的新工艺

一般机械厂没有高精度磨床,要磨削出粗糙度值在 Ra0.02～ 0.03的表面,精度 h6是非常困难的。本文介绍将 M131W普通外圆磨床检修后及砂轮修整后,利用砂轮的大量等高磨粒微刃从工件表面切除微薄的余量,从而获得很高加工精度和很低的粗糙度值。 [1]砂轮的修整 　　先用锋利的金刚石,以小而匀的进给量精密地修整砂轮,即可得到大量的等高微刃。然后,采用下述两种方法,进行精、细两次修整砂轮,即可磨削出粗糙值 Ra0.02～ 0.03的表面和 h6的精度。 (1)金刚石笔精修,精制砂轮棒细修 先用金刚石笔进行精修,再用磨削长度和工件近似的芯…     

磨削加工时磨削液的流体动压效应

根据流体动压润滑理论,分析了平面砂轮磨削液的流体动压效应,并考虑砂轮渗透度的影响,推得了有限宽线接触条件下磨削液三维流动的Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程,用数值分析方法,得出了砂轮磨削区内磨削液动压力的分布曲线和液膜举起力。然后进一步分析讨论了砂轮渗透度、砂轮与工件间的相对速度及相对间隙对液膜举起力的影响。数值计算结果与实测数据基本吻合。     

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。     

用树脂砂轮磨削钢球时磨削液的过滤

根据以磨代研加工钢球的新技术对切削液系统洁净度的要求 ,介绍一种通过过滤网、无纺布、磁性和滤筒等四级过滤 ,以达到切削液预期洁净度的工艺要求 ,并提供了主要的设计技术参数。附图 1幅。     

砂轮性能对齿轮磨削效率及磨削烧伤的影响

在齿轮磨削过程中,为提高磨削效率,降低磨齿烧伤的概率,在已知机床性能的前提下,改变不同砂轮种类进行齿轮磨削试验。通过对三种砂轮的磨削结果比较,总结出影响磨削效率的砂轮方面因素,找出适合不同材料齿轮磨削的最佳磨削砂轮种类,并在生产实践中推广使用。有效解决了磨削效率和磨削烧伤的矛盾。     

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。     

用可调研棒精修磨头

在磨床维修中,磨头维修量大且制造精度高（其中静压磨头轴瓦内孔技术要求见图１）,因而在维修中需要大量使用基本尺寸相同而公差不同的研磨棒,以适应研磨轴瓦内孔的需要（一般轴瓦内径变化量为０～０．１５mm）。为了降低维修成本,缩短维修周期,设计了图２所示的研磨棒,经多次使用,效果良好。工作原理研磨棒由６部分组成（图２）。同时向同一方向分别旋转螺母１和６,则两内锥铸铁套２和４同时在外锥芯轴５上移动。如图３所示由于两内锥铸铁套的外圆上开了５个３mm的浅槽和一个通槽,两内锥套因自身发生微量弹性变形面外径同时等量增…     

CBN磨轮成型磨削技术的探讨

针对采煤机大模数齿轮的磨削开裂和烧伤缺陷，探讨了改革传统磨削工艺的方法。采用了CBN磨轮成型磨削新技术来提高采煤机大模数齿轮的磨削质量。