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.     

外圆纵向磨削力和磨削功率模型研究

磨削力和磨削功率是磨削过程中最重要的工艺参数,利用现有磨削力和磨削功率模型,通过实验,对模型中各个参数与磨削力的关系进行了单因素验证,采用MATLAB软件进行仿真,并采用角正回归算法求解出磨削力和磨削功率与磨削加工参数间的模型参数,通过正交实验进行校验,其最大相对误差为3.2％,平均相对误差为1.54％.研究对于磨削烧伤的判别、磨削工艺技术的优化和磨削过程的在线监测及智能控制的实现有着积极的作用.     

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。     

基于分段变磨削力的磨削强化层仿真

分析了磨削强化工艺过程中实际磨削时间以及磨削过程中磨削力的变化规律,提出了分段变磨削力磨削温度仿真方法来预测磨削强化层深度分布。首先对磨削力进行离散,计算相应的热流密度;然后将热流密度按砂轮与工件实际接触长度依次施加到工件的磨削表面,对工件磨削过程中的温度场进行仿真分析,得到了磨削强化层的分布;最后将所提出仿真方法与实验和传统仿真方法进行了比较分析。结果表明,基于分段变磨削力仿真可以更准确地预测工件沿磨削方向的磨削强化层分布。     

铝合金Al6061微尺度磨削力热特性试验分析

微磨削加工是微尺度加工领域的一种重要的加工方法。基于铝合金Al6061建立微磨削力热特性的理论模型。设计铝合金Al6061材料的微磨削单因素试验,分析试验结果得出不同磨削参数对微磨削力和磨削温度影响规律。针对不同的磨削深度,研究微磨削表面温度和表面下不同深度位置的温度分布情况,并对加工表面进行热烧伤检测。根据试验数据结果对所建立微磨削力和微磨削温度的理论模型的准确性进行了验证,并通过试验测量得到微磨削后最高表面温度为78.5 ℃。试验研究结果也为进一步研究零件表面完整性和提高零件表面质量提供重要依据。     

工程陶瓷磨削声发射和磨削温度磨削力联合监测的研究

磨削声发射可以对磨削过程实时监测,磨削声发射信号均方根AERMS可以用来分析磨削过程的特征.为了使用磨削力、磨削温度、磨削声发射来联合对工程陶瓷氧化锆与氧化铝磨削过程进行全面监测和对工程陶瓷磨削机理进行深入研究,通过实验研究了磨削声发射信号与磨削力和磨削温度之间的内在联系,建立了工程陶瓷氧化锆与氧化铝磨削声发射信号与磨...     

氮化硅陶瓷套圈磨削力有限元仿真分析与实验

分析磨削氮化硅陶瓷材料时产生的磨削力,对磨削力的变化规律进行探索,对磨削过程中磨削力的大小进行预测,提高磨削效率和加工表面质量。通过超景深电子显微镜对砂轮表面磨粒分布状况进行扫描,计算得到砂轮表面的磨粒密度,建立多颗磨粒随机分布的三维虚拟砂轮模型,将砂轮模型导入到Abaqus有限元仿真软件中进行氮化硅陶瓷的磨削仿真,得到不同参数组合下的磨削力仿真数据。在MK2710的数控磨床上进行氮化硅陶瓷的磨削实验,获取相应的磨削力实验数据,比较实验数值与预测数值,并分析影响磨削力因素的主次顺序。实验数值与预测数值具有一致性,磨削深度对磨削力的影响最大,其次为砂轮转速和径向进给速度。     

基于砂带修形磨削的磨削量影响参数数学模型研究

分析了影响磨削量的主要因素,包括砂带的磨削寿命、砂带线速度、机器人进给速度、浮动梁气压、相邻路径间距、接触轮特性、砂带摆动幅度、磨削液和磨削振动,建立了完整的磨削量与加工参数的数学模型.通过磨削实验分析了影响磨削量的主要因素,机器人砂带磨削系统对机器人进给速度变化的响应有延迟现象,修形磨削时,相邻两磨削点间的距离需要与机器人进给速度变化情况相匹配.根据实验数据对磨削实验进行了拟合建模.得到了砂带寿命数学模型、磨削量和砂带线速度关系模型、磨削量和浮动梁气压关系模型、磨削量和机器人进给速度关系模型.最后,通过力反馈控制进行了修形磨削实验和叶片磨削实验,磨削精度和力控制精度满足设计要求.     

钛基复合材料高速磨削加工磨削力仿真分析

为了探究颗粒增强钛基复合材料磨削过程中的磨削力,建立了PTMCs磨削仿真模型对PTMCs磨削力进行仿真分析,通过磨削试验验证了模型的准确性。结果表明,在磨削过程中,PTMCs的基体以锯齿状切屑方式塑性去除,去除过程中磨削力呈现规律性的波动; PTMCs的颗粒增强相以块状切屑方式脆性去除,去除过程中磨削力呈现很大幅度的波动。此外研究表明,法向磨削力和切向磨削力随着单颗切厚和切削速度的增大均增大。     

骨组织磨削力计算模型及实验研究

触觉交互系统是神经外科手术模拟器的重要组成部分,该系统的关键在于建立较真实的骨磨削过程的力反馈模型。针对医用球状磨具的骨磨削过程,建立了一种三维磨削力计算模型,该模型基于比磨削能Ues和材料去除速率计算了磨具表面的磨削力分布。采用牛大腿皮质骨开展骨磨削实验研究,分析了主轴倾角和进给方向对磨削力的影响。研究结果表明：模型计算结果与实验结果的磨削力大小和变化趋势的吻合度较高,采用可变Ues时磨削力计算值的平均相对误差小于23%。主轴倾角和进给方向对磨削力有较大的影响,主轴倾角可改变磨削弧区磨粒的平均线速度,且磨削力的变化与磨削弧区磨粒的平均线速度有一定的关系。