磨削工艺绿色度评价指标体系及影响因素分析

绿色制造作为一种现代制造模式,符合可持续发展的战略要求.磨削是一种重要机械加工方法,同时也是机械制造过程中对环境和资源影响最大的一种加工工艺,科学地评价磨削工艺绿色度、提高磨削工艺的绿色水平,对建立绿色制造系统具有重要意义.根据对磨削加工过程的绿色特性分析,建立了磨削工艺绿色度评价的指标体系,包括环境、能源、资源、经济性、生产效率、宜人度和绿色管理等方面,对各项指标的影响因素进行了分析.磨削工艺绿色度评价指标是,磨削工艺绿色度评价的量化基础,也为面向绿色制造的磨削工艺参数优化提供了理论依据.     

高效率磨粒加工技术发展及关键技术

高效率磨粒加工是先进制造方法的重要组成部分，集粗精加工与一身，达到可与车、铣和刨削等切削加工方法相媲美的金属磨除率，而且能实现对难磨材料的高性能加工。阐述了高速超高速磨削、快速点磨削、高效深切磨削、缓进给磨削、高速重负荷荒磨以及砂带磨削等高效率磨粒加工技术的国内外的发展及最新研究进展。研究了高效磨削砂轮、主轴及其轴承技术、高效率磨床、磨削液供给技术、砂轮、工件安装定位及安全防护技术以及磨削状态检测及数控技术等实现高效率磨粒加工的关键技术，分析了发展高效率磨粒加工的重要性。     

基于AHP和三角模糊数的磨削工艺绿色度评价指标权重分析

建立了磨削工艺绿色度评价层次结构模型,并分析了其指标层权重计算的方法.在对AHP法和三角模糊数研究的基础上,提出了一种基于AHP和三角模糊数的磨削工艺绿色度评价指标权重分析法,建立了数学模型并给出实例分析.为面向现绿色制造的磨削工艺参数优化提供了理论基础.     

预应力干磨削加工40Cr工件表面微结构损伤

表面残余应力、表面烧伤、磨削裂纹等表面微结构损伤是评价零件表面质量的重要指标,直接影响零件的使用寿命,严重时造成零件失效。为研究预应力干磨削加工零件表面微结构损伤特征及规律,以40Cr材料为载体,开展预应力磨削加工试验研究,检测残余应力、硬度,并采用SEM、EDS等方法分析表面层形貌和化学成分。结果表明,试件加工表面存在淬硬现象,预应力对工件表层残余应力有较好的抑制作用,表层残余拉应力随磨削深度增大而增大,随预应力增大而减小。磨削深度对熔融涂覆及表面微裂纹损伤影响程度较大,磨削烧伤表面形成氧化膜会影响零件使用性能。预拉应力通过改变残余应力状态而对表面磨削微裂纹损伤起到抑制作用。     

40Cr材料干磨削表面硬化层一致性仿真研究

为研究干磨削强化层深度一致性的影响机理,以40Cr材料为仿真研究对象。利用沿深度方向的仿真温度曲线,并结合奥氏体转变温度,获得硬化层分布情况及磨削硬化层分布一致性特征。结果表明,随着磨削深度的增加硬化层深度逐渐增加,随着进给速度的增加硬化层深度逐渐减小,且试件表面切入区与切出区硬化层深度分布一致性不够均匀,而表面中间区域硬化层分布一致性较好。     

基于DEFORM的单颗磨粒对零件表面冲击仿真与实验

磨削加工过程中,工件表面材料的去除是磨粒冲击、切削、划擦等综合作用的结果。为了研究磨削过程中的冲击现象,针对45~#钢工件,运用DEFORM-3D软件对单颗磨粒对工件表面的冲击强化过程进行有限元仿真,获得了工件内部应力场的分布情况,对磨削过程中工件表面等效应力与应变率进行了分析,得到了磨削参数对磨削过程的影响规律。对等效应力的分析表明:磨削过程中,工件受力是由很多脉冲力合成的。对应变率的分析表明:磨粒对工件表面的冲击强化效应显著。实验研究结果验证了理论与仿真分析结果的正确性,采用的仿真方法可有效分析与预测工件表面强化层指标。     

高速超高速磨削技术发展与关键技术

论述了高速超高速磨削加工技术的发展、特点以及关键技术。     

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工微观形貌及耐腐蚀特性研究

本文主要对磨粒喷射精密光整加工表面进行几何特性评价及耐腐蚀特性研究,通过对表面微观轮廓高度参数、横向间距特性参数以及微观形状特性参数研究表明,磨粒喷射加工表面微观高度特性参数Ra值、Rq可降低50%以上,同时,Rz、Ry、Rt、Rp和Rm也都大幅度下降,喷射加工表面轮廓高度特性参数值比磨削加工明显改善;喷射加工表面轮廓微观不平度的平均间距Sm和轮廓的单峰平均间距S都不同程度降低.轮廓微观不平度间距明显减小,轮廓对于中线的交叉密度增加.利用SHR20步入式恒定湿热淋雨结合试验箱,实验研究了表面形貌对抗腐蚀性能的影响,结果表明,和磨削加工相比,磨粒喷射加工表面耐腐蚀性能明显提高,在相同的腐蚀条件下,喷射光整加工表面腐蚀量最轻,磨削烧伤表面腐蚀量最大.     

超高速磨削加工的关键技术及其装备开发

介绍了超高速磨削和快速点磨削的关键技术及国内外发展现状，以及东北大学在这一技术领域的研究成果，提出了跟踪国际先进超高速磨削加工技术，提高我国制造技术水平的途径和策略。     

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工材料去除机理研究

基于磨粒特征尺寸与砂轮、工件间液膜厚度比值的变化,研究了砂轮约束磨粒喷射精密光整加工材料去除机理。分析了在两体加工及三体加工模式条件下,单颗磨粒运动特点以及磨粒由两体研磨加工向三体抛光加工转变的临界条件。实验证明,砂轮约束磨粒喷射光整加工中,随着加工循环的增加,工件表面微观形貌变化规律与理论分析相同,实验结果和理论分析吻合很好。