磨削表面形貌及其加工工艺参数的关系

采用平面磨床在20钢、45钢、40Cr钢试件表面进行磨削加工,通过粗糙度测试仪测量加工试件表面形貌,采用表面形貌统计参数中的轮廓高度算术平均值Ra、微观不平度十点高度Rz、轮廓微观不平度的平均间距Sm、轮廓支承长度率tp对表面形貌进行评价,分析了表面形貌参数与磨削加工工艺参数、试件材料的关系。结果表明,磨削表面形貌与加工过程中的工艺参数密切相关。     

电化学蚀除法调控1Cr18Ni9Ti表面润湿性的研究

在微流体、自清洁材料、生物材料、食品制药等领域,很多零部件工作表面需要具有特定的润湿性以满足使用要求。材料表面微观形貌对表面润湿性具有重要影响,表面微观形貌包括多方面参数,针对1Cr18Ni9Ti材料,以电化学蚀除法为技术手段,通过大范围内调整加工参数,获得不同表面微观形貌,以表面形貌参数中的轮廓算术平均偏差Ra、微观不平度十点高度Rz、轮廓最大高度Ry反映轮廓高度特征,以轮廓单峰平均间距S、轮廓微观不平度的平均间距Sm反映轮廓宽度特征,以宽高比参数Sm/Ra、Sm/Ry和Sm/Rz反映轮廓形状特征,试验研究经过电化学蚀除形成不同表面微观形貌后的润湿特性,结果表明轮廓算术平均偏差Ra越大、轮廓微观不平度的平均间距Sm越小,宽高比参数Sm/Ra、Sm/Ry和Sm/Rz越小,表面润湿性越好。利用回归分析和BP神经网络对表面接触角进行模拟和预测,结果表明采用回归分析实现表面微观形貌的预设计和采用BP神经网络预测表面形貌特征参数对接触角的影响是可行的。     

成形砂轮磨削齿轮表面形貌特征及摩擦学特性分析

为了揭示成形砂轮磨削齿轮表面形貌的分布特征及其对摩擦学特性的影响机制,开展了磨削表面不同角度方向的纹理特征、粗糙度评定参数、摩擦磨损性能的对比分析试验。研究表明:随着角度θ在0°～90°增长时,表面形貌的粗糙度微观不平高度、沟纹深度、均匀性与规则性均先逐渐增大,直至45°时表面纹理最为复杂且表面粗糙程度最大,然后又略有所改善;凸峰形态尖峭程度先减弱,直至15°纹理方向达到最小,然后再逐渐增大;粗糙度微观不平间距逐渐减小。在流体润滑摩擦状态下,微观不平高度特性Ra越大,动压润滑效应减弱,边界润滑效应越显著。摩擦磨损机制是塑性变形与微切削作用,以及磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损等的耦合作用。     

一种磨削表面微观形貌应力集中系数的计算方法

针对一种磨削表面微观形貌的应力集中问题提出了一种应力集中系数的精确计算方法。通过实验观察磨削工件表面微观形貌在进给方向具有沟壑状形貌特征,采用缺口模型分析计算磨削表面微观形貌应力集中系数;提出基于二维表面轮廓数据的缺口表征参数计算方法,建立无限大平面缺口模型并采用迭代法对模型进行修正,并用有限元方法进行对比验证。针对磨削表面微观形貌的应力集中系数与缺口模型特征参数-缺口的宽度、深度和谷底半径的定量关系,提供了对应的经验公式。研究工作为磨削表面微观形貌与应力集中系数关联规律研究提供一种定量计算方法,对分析磨削工件表面微观形貌的疲劳性能具有基础作用。     

考虑耕犁的超声磨削表面微观形貌建模与预测

超声磨削加工在难加工材料领域得到广泛应用,超声辅助磨削过程中,超声振动参数对磨削后的表面微观形貌具有重要影响,因此,为了在加工前对超声加工后的表面微观形貌进行预测,以优化加工参数。提出一种考虑耕犁的超声磨削表面微观形貌建模与预测方法。假设磨粒为球形,磨粒直径与间距服从高斯分布,给出砂轮形貌的数值生成方法;根据超声磨削运动学,建立考虑磨粒实时切削深度与耕犁影响的三维运动轨迹方程;在此基础上,提出超声磨削表面微观形貌生成的区域逼近求解算法,进而给出超声磨削表面微观形貌生成模型,模拟出超声磨削的三维表面微观形貌。通过试验分别从表面微观形貌的轨迹纹理、表面粗糙度数值两个方面对超声磨削表面微观形貌的模型的正确性进行了验证。     

点磨削工件微观形貌仿真与试验研究

点磨削属于外圆磨削技术的一种,其砂轮与工件轴线之间存在变量夹角α,加工过程中磨粒的运动轨迹发生改变。为探索α对工件表面粗糙度的影响,利用砂轮与工件之间的运动关系及坐标转化,将磨粒运动函数等效为抛物线,得出点磨削的切削路径。基于砂轮表面磨粒分布状态,沿砂轮轴向扩展有效干涉痕迹,得到工件的三维几何仿真形貌。将45钢淬火后作为工件材料,选择典型磨削参数,利用试验对模型进行验证。结果表明:仿真与实际工件微观形貌呈现相似特征,两形貌表面高度概率密度分布十分吻合,在不同磨削速度下,两结果之间平均相差7.8%。当α在0°～4°变化时,Ra的浮动范围小于0.1μm,工件表面粗糙度不会发生明显改变,几何仿真模型为实际磨削工件形貌分析提供了一种辅助和验证方法。     

常用钢磨削纹理方向与其表面摩擦因数的关系

采用平面磨削加工方法在20钢、45钢、40Cr钢表面加工出不同方向纹理(0°,30°,45°),研究了磨削加工纹理方向与其表面粗糙度和摩擦因数的关系.结果表明:相同磨削加工条件下,不同表面纹理方向的材料表面粗糙度由大到小依次为0°,30°,45°;当摩擦方向与表面纹理成一定角度时的摩擦因数要比其与表面纹理垂直时的要小;40Cr钢摩擦因数受表面纹理方向的影响要比45钢、20钢的要小.     

准分子激光加工工艺参数与修饰表面形貌参数的关系

表面微观形貌修饰是改善和控制表面微摩擦性能的一种方法。采用准分子激光表面形貌修饰技术在A l2O3陶瓷材料表面构建微观形貌,通过改变准分子激光加工工艺参数,探讨了准分子激光加工表面形貌参数(包括粗糙度参数和分形参数)与加工工艺参数的相关关系。研究表明:准分子加工工艺参数与表面形貌参数之间存在相关性,轮廓高度算术平均值、轮廓高度均方根值、坡度均方根值和分形维数与激光能量密度成正比,承载量系数与激光能量密度成反比;随着激光能量密度的增大,表面形貌的起伏程度和致密程度增大、陡峭程度有细微的变化、承载面积比减小。     

磨削用量对高速点磨削表面轮廓分布的影响研究

针对磨削用量对高速点磨削加工表面轮廓分布规律进行了试验研究,重点分析了点磨削倾а斜角=0.5°时磨削参数对加工表面粗糙度和轮廓分布的影响情况.通过统计表面偏态系数和峰态系数评价加工轮廓的分布状况,利用支承面积率和支承指数评价轮廓表面承载性能.研究发现,轮廓分布有利于获得良好的零件表面承载性和可靠性.在高砂轮转速、较小的...     

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工微观形貌评价及摩擦学特性研究

用TALYSURF5轮廓仪测量砂轮约束磨粒喷射精密光整加工后工件表面的微观几何参数值，用扫描电镜和显微镜观察表面微观形貌变化,依据测量结果，应用随机过程的相关函数对磨粒喷射精密光整加工表面进行微观形貌评价,结果表明:光整加工后工件表面轮廓纵向参数值下降，表面轮廓波度平均间距减小，波纹峰密度提高;磨粒喷射精密光整加工表面和磨削加工表面具有很小的相似性，光整加工后工件表面实现了各向同性，表面纹理具有均一化特征。利用MG-2000型销－盘式试验机研究了表面形貌对摩擦学特性的影响，结果表明，光整加工表面的摩擦因数和磨损量与磨削加工表面相比明显降低，表面质量明显改善，从而提高了零件的使用寿命和精度保持性。