单层CBN砂轮内喷固体润滑剂的磨削试验研究

本文采用冷却介质内喷固体润滑剂的方法,选取固体润滑剂(石墨)代替冷却液,实现绿色磨削加工。设计并制作了内喷固体润滑剂的试验装置冷却介质输送系统,选用石墨作为试验用固体润滑剂且组装了润滑剂供粉系统,并对其性能及流动性进行初步分析和调试,从而实现后期试验的最佳调配,完成可控润滑剂内喷单层CBN砂轮磨削钛合金的试验。结果表明,固体润滑剂内喷砂轮能够降低磨削工件表面温度。     

内冷式砂轮的流道设计及分析

针对内冷式砂轮的内部结构,流道设计,流道布置等问题作了比较完整的分析,并通过实例进行具体分析、计算。对解决砂轮加工中,磨削热导致的磨削烧伤和磨削裂纹的问题,具有较高的实用价值。     

内冷却砂轮工装研制

由于磨削加工中过高的磨削温度,可采用内冷却砂轮磨削,将切削液直接浇注到磨削区内部,破坏了磨削区的封闭性,从根本上解决磨削温度高引起的工程实际问题.在普通磨床上采用内冷却砂轮磨削就必须提供内冷却砂轮工装,通过对砂轮内冷却总体方案、内冷却砂轮工装设计进行了研究,研制出了结构简单,性能可靠高的内冷却砂轮工装,将该工装用于M7130C平面磨床进行磨削加工,大大降低了磨削区温度,有效避免磨削烧伤,提高了磨削加工质量,效果良好.实验表明内冷却砂轮可加工某些难加工材料,扩大了磨床加工范围.     

内孔磨削的立方氮化硼砂轮及其磨削工艺

目前我国工具行业对W6Mo5Cr4V2高速工具钢齿轮刀具,采用普通磨料磨具磨削时,砂轮易堵塞磨损,工件易产生拉毛退火等现象,加工精度低,生产效率差,影响刀具切削性能和使用寿命。尤其在加工齿轮刀具内孔时,磨削光洁度不好,尺寸精度差。在加工内孔时,先采用普通磨料砂轮磨削后(磨削表面粗糙度R_a。尚达不到0.63μm),再需手工研磨至R_a≤0.32μm(滚刀内孔)或R_a≤0.16μm(插齿刀内孔),加工中因尺寸超差,而使废品率增加,造成极大损失。 立方氮化硼(CBN)的高硬度,高耐磨性,高的热传导系数和优良的化学稳定性,极适宜于金属材料的加工,将其用于磨削加工,不仅可以提高生产效率,而且可以提高加工精度和表面质量,改进其表面应力状态,提高产品使用寿命,具有明显的经济效益和社会效益。为此我们对采用CBN砂轮磨削齿轮刀具内孔进行了试验研究,取得了良好效果。     

内齿轮成形磨削的砂轮修整算法研究

针对内齿轮成形磨削的技术难点,研究了内齿轮成形磨削的砂轮修形方法。在建立内齿轮成形磨削数学模型的基础上,推导了内齿轮成形磨削砂轮廓形和修形轨迹的坐标计算公式。基于VC++6.0编制内齿轮砂轮修形软件,输出数控砂轮修整程序。最后通过软件实例,验证了理论的正确性和软件的可行性。     

加压内冷却砂轮的研制及磨削性能研究

针对高温合金材料在磨削加工过程中存在磨削烧伤问题,为避免气障效应并强化冷却液在磨削弧区的换热效果,提出采用加压式内冷却断续磨削方法。利用数值模拟方法和3D打印技术对砂轮基体、加压内冷却系统和密封结构等进行设计和验证,制备了用于平面磨削的加压内冷却开槽CBN砂轮。在相同的磨削加工参数条件下,使用加压内冷却方法与外部喷射冷却方法进行镍基高温合金磨削对比试验,分析了砂轮速度、磨削深度和工件进给速度等加工参数对磨削温度、加工表面粗糙度和表面形貌的影响规律,验证了加压内冷却断续磨削方法对磨削弧区的强化换热效果。结果表明：在相同试验参数条件下磨削镍基高温合金,加压内冷却法比外部喷射冷却法的换热效率更高,得到的磨削温度更低,表面粗糙度更小,加工表面更为光滑细腻。     

内齿轮成形磨削及砂轮修形技术的研究

针对国内硬齿面内齿轮普遍采用插（拉）齿后氮化处理而未磨齿的加工现状,研究了内齿轮成形磨削方法和砂轮修形技术。基于自主研制的数控内齿轮成形磨齿机,提出了一种使用砂轮的一个端面磨削轮齿两个齿面的加工方案。采用跳齿磨削法控制分齿精度。研制了一种成形砂轮修整装置,开发了成形砂轮修形程序。仿真结果验证了该程序的可行性。     

SG砂轮磨削航空合金温度研究

钛合金和高温合金的导热性差,磨削过程中产生的高温不仅加速砂轮的磨损,而且降低工件表面质量,磨削温度是影响磨削过程的重要参数。本文重点阐述了夹丝半人工热电偶法测温原理及标定方法,并对不同磨削条件下磨削航空合金的温度进行了实验研究。实验选用新型陶瓷氧化铝SG砂轮和普通GC砂轮,分析磨削温度信号的物理意义,系统地研究了磨削用量、磨削方式、砂轮类型以及工件材料对航空合金磨削时温度的影响,为航空合金的高效高精度磨削加工工艺优化提供实验依据。     

连续分度展成磨内齿圈的原理及砂轮的球面螺旋面方程

对球面螺旋面砂轮磨削内齿圈的工作原理进行了理论探讨,给出球面螺旋线导程和螺旋运动参数的定义及计算式,建立了砂轮的球面螺旋曲面方程。     

开槽砂轮缓进给深切磨削时工件表层温度场解析

采用热源法推导出开槽砂轮缓进给深切磨削时磨削弧区工件表层温度分布的理论解析式，并利用理论计算公式结合磨削实验完成了施加水射流冲击条件下工件表层温度场的推演计算，计算结果与实验结果基本吻合，证实了开槽砂轮辅以弧区定向高压水射流冲击强化换热的确具有良好的冷却效果。     

叶序排布磨粒对砂轮的磨削温度场效应

在砂轮磨削过程中,磨削热影响工件表面完整性,而磨粒排布是影响磨削温度场的重要因素之一。针对磨粒叶序排布的砂轮,采用有限元法对磨削温度场进行了计算模拟分析,获得了叶序系数对工件磨削温度场的影响规律。研究结果表明,随着叶序排布系数的增大,被磨工件的表面温度和温度梯度减低。     

离心叶轮内三维湍流流场的数值计算与实验比较

采用高阶各向异性ｋ－ε模型（ＭＡＫＥ）和标准ｋ－ε模型（ＳＫＥ）对实验离心叶轮内设计工况下的三维湍流流场进行了数值计算,并与采用ＬＤＶ测量系统测得的实验结果进行了比较,结果表明：两种模型均能模拟出设计工况下离心叶轮内气流的流动变化及二次流动现象,但由ＳＡＫＥ模型考虑了旋转和曲率在流动过程中的影响,故在气流的分布趋势,流动方向的变化等方面,与实验值更接近。     

等离子熔射制模过程中皮膜温度场实验研究

开展了等离子熔射制模过程中环行向外、环行向内两种熔射路径的皮膜温度场的实验研究，得出前者的温度低于后者的实验结果，该实验结果与模拟结果一致；对三维汽车覆盖件基体等离子熔射过程中的温度分布规律进行探讨，得到三维熔射基体不同形状特征处的温度分布规律，从而为建立合理的熔射制模工艺提供了依据。     

不同工况对离心叶轮内部流场特性影响的实验研究

利用激光多普勒测速系统(LDV)在设计和非设计等3种工况下对后弯闭式离心叶轮内部气流流动的影响进行了实验测量。利用测量数据对比描述了不同流量下流道出口主流速度分布的特点。径向面上的速度矢量图说明了不同进口条件下流道内气流流动产生分离的位置、强度以及发展。二次流矢量图表明流量的改变导致在垂直于主流方向引起截然不同的二次涡旋流动。     

离心压缩机叶轮内部流场的数值模拟

利用Fluent软件建立叶轮轴向截面流道内流体模型，采用simple算法进行仿真计算，取不同的叶轮出口角和进口角的叶轮来进行模拟，得出不同几何结构的叶轮的内部流场的速度、雷诺数和压力的变化规律，找出了最优的几何结构，进而提高了离心压缩机的效率。     

基于节流阀阀内流场的管道振动分析

建立了板式节流阀的三维模型,运用CFD仿真软件对节流阀内部流场进行了数值模拟,得到了该型号节流阀内流场的三维可视化结果,结果表明:阀芯处的气蚀以及阀出口处的漩涡流是诱发阀芯和阀体振动的主要原因,因此优化阀内部流道对于减小管道振动具有积极的意义。     

单层钎焊金刚石砂轮的修整实验研究

为满足单层钎焊金刚石砂轮高效精密加工的性能要求,对磨粒有序排布单层钎焊金刚石砂轮的修整进行了实验研究。采用磨粒有序排布的钎焊金刚石修整工具对钎焊砂轮进行了修整,该修整方法通过修整工具粒度的变化以及修整速比的调整来控制砂轮形貌,从而使氧化锆的磨削表面粗糙度达到了精密加工的水平。对砂轮形貌进行了观测统计,数据表明,砂轮磨粒的等高性得到明显改善且避免了磨粒端部的严重钝化。     

叶片开缝对离心压缩机叶轮内部流场影响的数值研究

通过数值实验,以某个NASA半开式叶轮数据为例,对半开式无间隙叶轮、半开式有间隙叶轮、闭式叶轮和闭式开缝叶轮进行了详细的流场分析和对比,并与该半开式叶轮的实验结果进行分析比较,结果符合良好,证明计算结果可靠。     

采用单平面影响系数法实现砂轮轴现场平衡

以集成电磁式主动平衡装置的砂轮-电主轴为对象,探讨采用影响系数法进行单平面现场平衡的原理和现场平衡中信号的处理方法。基于LabVIEW开发专门用于砂轮盘类转子现场单面平衡的虚拟仪器系统,利用其完成砂轮轴现场平衡校正。试验表明,所开发的平衡校正系统能够有效抑制不平衡引起的基频振动。