基于离散元法的曲轴滚磨光整加工机理分析

提出一种曲轴滚磨光整加工工艺。将离散元法应用于曲轴滚磨光整加工分析,通过三维EDEM软件建立曲轴滚磨光整加工动态模型,对料箱内磨料颗粒系统的运动过程进行可视化仿真。通过分析加工过程中磨料颗粒的位置、速度以及磨料颗粒对曲轴的接触力,探讨同一周期内不同位置磨料颗粒系统速度场分布对加工效果的影响,分析磨料颗粒系统平均速度随加工时间变化的规律,研究磨料颗粒系统与曲轴之间的平均接触力,这对于提高曲轴滚磨光整加工技术具有积极的意义。     

磨料性质对柴油机滚磨光整加工影响的研究

介绍了滚磨光整加工,并就磨料性质对柴油机滚磨光整加工的影响进行了研究。应用滚磨光整技术对柴油机凸轮轴进行加工,通过试验分析了磨料各种性质对滚磨光整加工效果的影响,所做研究可以促进滚磨光整加工的发展。     

航空弧齿锥齿轮光整加工理论分析及实验研究

滚磨光整加工是一种新型的微加工技术,能够去除材料表面的痕迹,降低齿面粗糙度,降低齿轮的啮合噪声。采用平行主轴式滚磨光整工艺对某航空弧齿锥齿轮进行光整加工实验研究,阐述了该光整工艺的加工机理,研究了光整磨料与齿轮表面间的相对运动情况;根据齿轮外圆处磨料的切削公式,分析了各因素的影响规律。结果表明,该滚磨光整加工工艺可以显著降低弧齿锥齿轮表面粗糙度,锥轴齿面粗糙度Ra值从0.8μm降至0.4μm左右,锥盘粗糙度值Ra从0.8μm降至0.3μm左右,齿面纹理的一致性明显提高。为后续分析弧齿锥齿轮的振动和噪声特性奠定了基础。     

航空发动机盘类零件滚磨光整加工的模拟

为探寻航空发动机盘类零件滚磨光整加工一致性的最优方案,进一步提升滚磨光整加工技术在航空发动机盘类零件表面光整加工中应用的有效性,基于离散元法对航空发动机盘类零件分别进行振动式、回转式和离心式三种滚磨光整加工方案的模拟分析。对比典型区域工件和磨块颗粒的速度、磨块颗粒与工件的接触力,并通过"Hertz-Mindlin withArchard Wear"模型对盘类零件的磨损情况进行计算对比。通过模拟分析得出,同一种方案中不同区域处工件及磨块颗粒的速度、磨块颗粒对工件的接触力均不相同,与各区域所处于磨块颗粒介质流场中的空间位置有关;不同方案中盘类零件的磨损情况均不相同,与不同方案的加工原理、工艺参数有关;一定条件下,振动式滚磨光整加工较回转式和离心式滚磨光整加工,一致性明显较好。该模拟分析方法可对航空发动机盘类零件加工方案的选择、工艺过程的控制和优化提供参考依据,最终提高加工效率。     

表面活性剂对滚磨光整加工影响的实验研究

为解决表面活性剂在滚磨光整加工中的作用效果和机理的不明的情况,选取适合滚磨光整加工的表面活性剂进行滚磨光整加工实验研究。实验采用BJL-LL05离心式滚磨机,以表面活性剂SDBS、AES和CDEA(1:1)为副相,水为主相,放入滚筒与磨块及工件混合进行滚磨光整加工,通过对比实验法及目测法的方法,分析研究了不同表面活性剂的加工效果。重点分析了不同种类和浓度表面活性剂对表面质量影响和作用机理,以及不同浓度SDBS对AL6061光亮级别影响效果和作用机理。结果表明4%浓度SDBS满足AL6061工件粗糙度、光亮级别及材料去除率的要求,并为表面活性剂在滚磨光整加工中的应用提供了理论基础,对实际生产具有指导意义。     

垂直交叉主轴式滚磨光整加工方案的理论分析

为了改善主轴式滚磨光整加工对大中型盘类零件的加工效果,提出垂直交叉主轴式滚磨光整加工工艺并进行了理论分析。通过详述该工艺的加工原理,建立数学模型,推导出盘类工件上任意一点的切削速度、切削角公式,并采用MATLAB软件和控制变量法分析工件在垂直交叉主轴式滚磨光整加工工艺下转动时切削速度和切削角的变化规律。结果表明,工件上任意一点切削速度随着滚筒转速、工件转速、滚筒回转轴线到工件中心距离的增大而增大,而切削角的变化主要受两个摆角的摆动幅度和摆动频率的影响,且外圆表面切削角的峰值随着两个摆动幅度的增大而增大。     

航空齿轮主轴式滚磨光整表面完整性试验研究

采用主轴式滚磨光整工艺对14CrMnSiNi2MoA航空圆柱直齿轮进行光整加工试验,对航空齿轮滚磨光整前后的表面形貌、残余应力、显微硬度、微观组织等进行了系统研究。结果表明,对磨削后的航空齿轮进行滚磨光整,可以显著改善齿轮表面完整性;滚磨后齿面粗糙度可以降低到0.2μm以下,齿面平均残余压应力可以提高约45%,提高了齿面硬度;滚磨前后齿面粗糙度与残余应力分布表明,主轴式滚磨齿面残余压应力增加量和粗糙度降低量呈现为从齿根往齿顶逐渐升高。试验结果为齿轮滚磨光整工艺参数制定提供了理论依据。     

基于EDEM的主轴式滚磨光整加工工艺缩放方法的应用

为解决在真实环境中,主轴式滚磨光整加工设备对数百万甚至数千万滚抛磨块仿真的困难,建立一种缩放方法,加快仿真速度,代替原型进行实验。首先,采用力相似性原理,基于牛顿第二定律及达朗贝尔原理,讨论不同尺寸的滚筒中的颗粒运动形态的一致性;然后,结合几何及机械相似性原理,分析物理模型和缩放模型之间涉及的单个物理量的单位换算或比例因子;最后,通过减小滚筒中的滚抛磨块数量,结合滚抛磨块与工件之间材料去除率实验,验证该缩比方法的可行性。结果表明：该方法可进一步推动滚磨光整加工工艺的发展,为主轴式滚磨光整加工工艺仿真代替真实工况奠定基础。     

垂直交叉主轴式滚磨光整加工改善齿根处表面质量的实验研究

采用垂直交叉主轴式滚磨光整加工工艺对某型矿用重载齿轮进行光整加工实验研究,重点研究该种工艺方法对齿根的加工效果,并对加工前后的齿根表面粗糙度和微观形貌进行对比。实验结果表明,该种滚磨光整加工工艺能够显著减小轮齿齿根表面的粗糙度值,在磨齿的基础上能使R_a值从0.7μm左右降低至0.2μm左右,粗糙度等级提高1~2级,R_z值从3.0μm降至1.0μm左右,同时齿面的加工刀痕、微观缺陷等基本去除。相比于旋流式滚磨光整加工方法,研究的该新工艺方法能使齿轮,尤其是齿根获得更好的表面质量。     

滚磨光整加工实验研究与分析

针对滚磨光整加工可以改变零件的表面质量的特点,重点介绍了对零件表面粗糙度、表面显微硬度及表面应力的影响,通过对实验结果的分析得出滚磨光整加工可以提高零件的综合性能.     

表面滚磨光整加工的技术特征及发展趋势

表面滚磨光整加工具有效果好、效率高、成本低、操作方便等优点。分析了其加工机理、类型、特点,介绍了该技术的发展趋势,为该技术的进一步开发应用提供参考。     

Development of magnetorheological fluid-based process for finishing of ferromagnetic cylindrical workpiece

A magnetorheological fluid-based process is developed for the internal surface finishing of ferromagnetic cylindrical workpiece. The existing finishing processes based on magnetorheological fluid are not equipped to finish the internal ferromagnetic cylindrical surface significantly as it obtained higher magnetic flux density than the MR polishing fluid. At present, magnetorheological fluid-based finishing tools are designed to ensure the maximum magnetic flux density always present on the outer finishing tool core surface as compared to internal surface of ferromagnetic cylindrical workpiece surface. To validate this present principal idea, the magnetostatic finite element analysis has been performed on the newly designed finishing tools. The preliminary experiments have also been conducted to evaluate the finishing performance with the two newly designed finishing tools. The percentage reduction in surface roughness (R_a) values with I-shaped tool core is found as 65–78% after 150 min of finishing, whereas, with rectangular shaped tool core is found as 78–81% after 90 min of finishing. The results clearly revealed that the present finishing tool with rectangular shaped core is more suitable for uniform significant finishing of ferromagnetic cylindrical internal workpiece than the I-shaped core. The developed process can be useful in finishing of cylindrical mold and dies, hydraulic cylinder, barrel for injection molding, etc.     

在动态加工中完成轴类工件的多尺寸保证工艺

以双腔压缩机曲轴的加工为例,阐述了尺寸链在工艺加工中的灵活应用。介绍了某一轴向结构尺寸采用半精加工和精加工,从而控制端面精磨余量,以保证一刀切削使多个轴向尺寸同时达到图纸要求。     

轮毂光整加工的技术方案及理论研究

根据轮毂表面光整加工的实际需求,制定了轮毂滚磨光整加工的技术方案,全面系统地阐述加工机理,从理论上分析影响加工的主要因素及规律,为实验研究和生产应用打下理论基础。     

基于对称双曲柄活塞驱动的空压机

由曲柄连杆机构驱动的普通活塞式空压机存在噪声、振动和缸体磨损等问题,提出双曲柄连杆机构驱动的活塞式空压机来解决这些问题;同时设计了基于对称双曲柄活塞驱动的二次增压双作用空压机和双级双作用空压机,提高了空压机的输出压力和流量,并可实现低压大流量和高压小流量的输出控制;降低空压机的振动和噪声,提高平稳性,降低活塞和气缸缸体的磨损,提高空压机的使用寿命。     

叉轴式强力滚磨加工的技术方案及理论研究

根据大中型盘类零件表面光整加工的实际需求,制定了叉轴式强力滚磨加工的技术方案,全面系统地阐述了加工机理,重点研究了磨块与工件表面间复杂的相对运动情况,建立了数学模型,推导出计算切削速度和切削角的公式,从理论上找到了影响加工的主要因素及规律。     

Microremoval modeling of surface roughness in barrel finishing

This paper presents a model to describe the evolution of the roughness profile machined by barrel finishing (BF) operation. It is based on the measure of the material removal (MR) and on the assumptions that no plastic deformation and cutting of peak take place. In order to obtain these information, a morphological procedure has been developed based on the finding of a representative peak of the profile. By this way, it is possible to overcome the common problem of repositioning the instrument on a specific point of the surface, especially if an action takes place. The measurements taken on specimens machined in different conditions satisfied the assumptions and confirmed the capability of the model to predict roughness attainable. An interesting result has been the constant MR per working time. The analysis has been carried out by means of statistical approach demonstrating the reliability of the model. This permits to obtain a desired level of surface roughness just stopping the operation at a specific working time. Especially for BF, it is very useful considering that the inspection in-process is not possible.     

离心滚筒光磨机的结构参数设计研究

对卧式离心滚筒光磨机进行了力学分析 ,从理论上推导出了卧式离心光磨机主要参数与惯性力之间的关系式 ,为卧式离心滚筒光磨机的设计提供了理论依据。计算结果与目前国外同类产品的技术参数有较好的一致性 ,说明理论分析是符合实际的     

旋转磁场磁粒光整加工研究

为解决特大型,异型零件光整加工的难题,提出了脉冲电路控制产生旋转磁场实现磁粒光整加工的新思路。研究旋转磁场磁粒光整加工原理,并对旋转磁场发生装置进行设计分析及实验研究。结果表明,磁粒填充量直接影响材料去除量和表面粗糙度,且存在最佳值,磁粒中添加合理比例和粒度的铁粉,可以有效是提高光整加工效率,改善表面粗糙度。