磨削加工中砂轮堵塞钝化问题的研究

现代机械产品对零件表面质量要求愈来愈高,要求极低的表面粗糙度值,残余应力及表面变质层。磨削表面的波纹,残余应力、加工硬化层、烧伤及裂纹等缺陷是后制加工中常见的质量问题,对砂轮堵塞钝化形成的机理和影响堵塞钝化的各种因素进行分析研究,正确地选择和使用砂轮,采取合理的工艺参数,防止磨削加工中产生各种缺陷,提高磨制表面的完整性,是磨削技术中重点研究的内容之一。     

渗碳钢轴承磨削变质层的结构研究

系统研究了２０ＣｒＮｉ２ＭｏＡ渗碳钢铁路轴承精磨时，由于砂轮、工件与冷却液之间的热－化学与热－机械作用，滚道面的成分与组织变化。结果表明，轴承滚道面形成了磨削变质层。变质层由表至里是由吸附层、氧化层、白层及过回火塑性变形层组成。氧化层是Ｆｅ与合金元素氧化物组成的混合结构，并存在Ｓｉ的表面富集。氧化层厚度不超过２０ｎｍ。白层的组织为细化了的高碳织构马氏体与沿磨削切应力方向拉长了的细小的奥氏体。在过回火层中，硬度低于６００ＨＫ的区域不超过１０μｍ。变质层的总厚度及白层厚度均随砂轮径向进给速度增加而加厚。     

金刚石砂轮平面磨削TC4钛合金的表面完整性研究

以TC4钛合金为研究对象,在乳化液条件下采用金刚石砂轮对TC4钛合金进行平面磨削试验,对比分析在不同粒度和磨削用量下的磨削表面粗糙度、显微硬度、表面层微观组织及表面残余应力的变化规律.结果 表明:砂轮线速度和磨削深度对零件表面粗糙度和显微硬度的影响比较显著;磨削深度对表面残余应力的影响最大,工件速度次之;从工件表面层微观组织以及砂轮粒度对工件表面粗糙度的影响看,砂轮粒度号越大,砂轮磨削的工件表面质量越好.金刚石砂轮在乳化液条件下磨削TC4钛合金,磨削工件表面均为残余压应力,有利于提高零件的寿命.     

陶瓷结合剂CBN砂轮磨削GH4169高温合金的磨削加工性与磨削表面完整性

本文对ＣＢＮ砂轮磨削ＧＨ４１６９高温合金的磨削加工性和磨削表面完整性进行了系统研究。研究了ＣＢＮＳ轮磨削ＧＨ４１６９高温合金时磨削参数对磨削力、磨削温度和磨削比的影响规律；在正交试验和显著性分析的基础上．建立了磨削力和磨削温度的经验公式。在ＣＢＮ砂轮磨削ＧＨ４１６９高温合金磨削表面完整性的试验研究中，对磨削表面粗糙度、磨削表面硬化及磨削表面残余应力进行了研究．建立了表面完整性指标与磨削参数之间的关系。并根据正交试验建立了磨削表面粗糙度的经验公式。     

磨削参数对硫化氢应力腐蚀试样表面质量的影响分析与优化

首先从理论上分析了影响硫化氢应力腐蚀试样表面质量的各种磨削参数,然后针对这些磨削参数设计出正交试验,进行研究和分析各参数的影响。试验结果表明,磨削过程中,磨削深度对试样表面残余应力影响最大,砂轮颗粒度对试样的表面粗糙度影响最大。试验结果证明,在砂轮线速度vs=30m/s的情况下,使用砂轮颗粒度为180#的砂轮,在工件转速vw=460r/min、轴向进给速度f=0.25mm/s、磨削深度ap=0.010mm的磨削条件下进行切削时表面质量最为优化。     

轴承钢顺次磨削表面残余应力离散度试验研究

以轴承钢顺次磨削表面的残余应力离散度为研究对象,基于X射线衍射法顺次测试了轴承套圈淬硬热处理、粗磨、精磨和超精磨削后,轴承滚道表面环向和轴向残余应力.测试结果表明,淬硬热处理工件的残余应力标准差约为超精工序的3倍;淬硬热处理轴承套圈经超精磨削工序,其表面的环向和轴向残余应力离散度降至20 MPa.研究表明淬硬轴承钢热处理及同一道磨削工序工件表面残余应力存在较大离散性,"粗磨-精磨-超精"顺次磨削工艺叠加后,工件表面残余应力离散度呈现收敛性;淬硬热处理轴承套圈经过顺次磨削工序叠加加工后,表面残余压应力平均值获得大幅提高.这为进一步系统揭示磨削工艺对淬硬轴承钢套圈表面残余应力及其离散度影响规律提供了科学数据.     

碳化硅高速磨削表面完整性研究

针对碳化硅的应用日益扩大,但它质地硬脆,高效率高质量加工总遇到障碍的情况,采用高速磨削工艺,研究了砂轮速度对磨削力和材料去除率的演变规律,开展了磨屑形态、磨削表面和亚表面形貌观察,及表面粗糙度、残余应力等一系列试验。结果表明:高速磨削能降低磨削力和磨削热,减小磨削损伤层,成比例提高砂轮速度和工件速度能增进表面完整性和提升加工效率。基于磨削层表面粗糙度和深度残余应力的检测,表明:在碳化硅高速磨削中,存在脆-延性去除机理的转化过程;高速磨削有望成为高效率高质量磨削工程陶瓷碳化硅的一条有效途径。     

陶瓷精密加工表面完整性的研究进展

陶瓷加工表面完整性是衡量加工质量的重要指标,从以下几方面对陶瓷加工表面完整性的研究状况进行评述;残余应力的测试技术,磨削残余应力对零件性能的影响、磨削表面变质层、磨削表面性态以及陶瓷延性磨削和磨削表面粗糙度等,为陶瓷精密加工技术的深入研究提供基础。     

预应力淬硬磨削工件表面层质量试验研究

从抗疲劳制造与绿色制造的观念出发,融合预应力磨削与磨削淬硬技术原理,提出了将残余应力控制、表面淬火及磨削三者集成于一体的预应力淬硬磨削技术理论与方法。对45钢试件进行了预应力淬硬磨削加工试验,以工件淬硬层表面残余应力、硬度及粗糙度为研究对象,与相同条件下的磨削淬硬工艺试验结果进行了对比分析。结果表明：预应力淬硬磨削工艺可增大工件表面残余压应力,减小拉应力,其工件表面残余应力状态优于磨削淬硬工艺;预应力淬硬磨削工件表面硬度可以达到基体硬度的3倍左右,而工件表面粗糙度小于磨削淬硬工艺工件表面粗糙度。因此,在相同的加工条件下,预应力淬硬磨削工艺比磨削淬硬工艺具有更好的抗疲劳性、耐腐蚀性及表面完整性。     

超硬涂层磨削工艺实验研究

针对核主泵关键部件材料镍基碳化钨涂层,采用三种磨粒粒度金刚石砂轮进行平面磨削试验,研究工艺参数、磨粒粒度对涂层材料磨削力、表面粗糙度和表面残余应力的影响规律。实验结果表明:不同粒度砂轮磨削时,随着磨削深度和工件进给速度增加,法向磨削力和切向磨削力均逐渐增大,表面粗糙度值呈现先增大、后减小再增大的趋势,平行和垂直磨削方向的表面残余压应力逐渐增大,且垂直磨削方向应力值更大。综合考虑磨削力、表面粗糙度、磨削表面残余应力和磨削加工效率,600目砂轮具有较好的加工效果,其对应的优化磨削参数为:磨削深度为10μm,工件进给速度为8 m/min。     

低应力精密磨削参数对微小密封棱边的影响研究

随着科学技术的发展,零件表面残余应力方向的控制研究一直是机械加工领域中需要控制的关键点之一。磨削作为常用的机械精加工工序,对零件表面质量和表面粗糙度的影响至关重要,被磨削表面的残余应力是可以通过加工设备参数来控制和调整的,如磨削进给量、磨削进给速度和磨削速度等。以某种型号柴油机高压燃油喷射系统喷油器内部滑阀偶件为试验对象,针对该偶件零部件滑阀微小密封棱边进行低应力磨削研究,探索磨削加工参数和砂轮参数对微小密封棱边磨削加工表面完整性与密封性的影响,通过试验分析和验证低应力磨削对滑阀微小密封棱边表面质量的影响。研究证明,低应力磨削可以有效地提高零件表面的完整性和密封性。     

船用螺旋桨砂带磨削表面质量的试验研究

通过正交试验研究了磨削参数对船用螺旋桨叶片表面粗糙度的影响。讨论了砂带粒度、砂带线速度、接触轮硬度、磨削深度和磨削进给速度对表面粗糙度的影响规律。分析了砂带粒度和磨削深度对磨削后残余应力的影响。研究结果表明：砂带粒度对表面粗糙度的影响最大,在合适的磨削参数下可获得最佳表面粗糙度;砂带弹性磨削的特点使螺旋桨表面形成残余压应力;砂带粒度越小,残余压应力越小;随着磨削深度的增加,残余压应力不断增大。     

7050铝合金二维超声滚压加工表面完整性综合评价

采用正交试验法对7050铝合金进行二维超声滚压加工试验,选取表面粗糙度、表层硬度和残余应力作为表面完整性评价指标,运用灰色关联分析法对表面完整性进行综合评价。通过研究工艺参数对表面粗糙度、表层硬度和表面残余应力的影响,采用多元线性回归方法构建表面完整性各评价指标和灰色关联度预测模型,从而获取最优工艺参数和相应评价指标值。研究结果表明：对于不同的评价指标,各工艺参数的贡献率不同;预测模型在95%置信水平上均通过了显著性检验,可对试验结果进行准确预测;基于预测模型的规划求解所获得的表面完整性结果优于灰色关联度的优选结果,规划求解所获得的最优工艺参数为静压力327 N、转速400 r/min、进给量0.11 mm/r,此时残余应力σ值约为-236.98 MPa,表面粗糙度Ra值约为0.56 μm,表层硬度约为695 HL。     

超音速火焰喷涂WC-17Co涂层的高速磨削机理试验研究

针对超音速火焰喷涂WC-17Co高硬涂层的加工难题,对WC-17Co涂层进行了高速/超高速磨削试验。通过考察不同金刚石砂轮和磨削工艺参数对磨削力、磨削温度和表面残余应力、表面/亚表面微观形貌和表面粗糙度的影响,讨论了最大未变形切屑厚度与比磨削能的内在关系,分析了磨削温度对表面残余应力的作用规律,探讨了法向磨削力对涂层亚表面损伤的作用规律。结果表明：WC-17Co涂层磨削去除是脆性和延性去除并存;提高砂轮线速度将使磨削力先快速减小后缓慢增大,磨削温度持续升高,涂层磨削从脆性去除转为延性去除的趋势也逐渐增强,表面残余应力由压应力逐渐转变为拉应力,而磨削高温引起涂层热塑性变形是表面残余应力状态转变的根本原因。涂层亚表面磨削损伤层平均深度随法向磨削力的增大而变大。提高砂轮线速度、降低工作台速度和减小磨削深度均能增大涂层磨削塑性去除的比例。     

有序微槽结构电镀砂轮缓进给磨削窄深槽研究

为提高窄深槽结构类零件的磨削质量,选用4 mm宽的有序微槽结构电镀砂轮和传统电镀砂轮,开展了淬硬轴承钢GCr15窄深槽缓进给磨削实验,研究了磨削深度、工件速度等参数对磨削力的影响,探讨了窄深槽表面粗糙度、表面形貌、白层厚度及显微硬度的变化规律。实验结果表明：当磨削深度和工件速度较小时,有序微槽砂轮的磨削力小于传统砂轮;而当磨削深度和工件速度较大时,有序微槽砂轮的磨削力大于传统砂轮。两种砂轮磨削下的窄深槽侧面粗糙度值相差不大,有序微槽砂轮磨削窄深槽的底面粗糙度略有增大。相比于传统砂轮,使用有序微槽砂轮能抑制窄深槽表面烧伤和材料粘附等缺陷,减小白层厚度,降低显微硬度。     

超声冲击45钢表面完整性多目标参数优化

为获得超声冲击45钢轴表面完整性工艺波动性和最佳工艺参数。对45钢开展超声冲击正交试验。采用信噪比方法,分析了转速、进给速度和过盈量对表面完整性（表面粗糙度、表面硬度和表面残余应力）影响的显著程度;结合灰关联度方法进行多目标参数优化,得到超声冲击45钢表面完整性最优工艺参数组合。试验结果表明：工艺参数影响表面完整性的重要程度依次为：转速,过盈量,进给速度;最优工艺参数为转速45 r/min,进给速度0.18 mm/r,过盈量0.025 mm。使用优化参数对工件开展验证试验发现能够显著降低表面粗糙度、提高表面硬度和表面残余压应力,进一步证明了优化参数的可靠性。     

微晶刚玉磨粒磨削20CrMnTi钢的数值模拟研究

为了研究微晶砂轮磨削20CrMnTi钢的磨削性能与磨削机理,开展了单颗微晶刚玉磨粒高速磨削模拟试验。研究表明:磨削热使磨削表面产生较高温度,同时使工件表层生成较大变化的温度场梯度,造成表层的残余应力分布变化。此外,还着重阐述了磨削速度、磨削深度两个因素对温度、变质层深度、残余应力等物理量的影响机制。随着磨削速度和磨削深度的不断增大,磨削温度会增大;表面残余压应力却将逐渐减小,甚至可能转变为残余拉应力。随着磨削速度的增大,变质层深度先增大后减小。随着磨削深度增大,变质层深度增大。     

滚珠丝杠精密磨削表面加工质量及其试验研究

通过正交试验设计和单因素分析法对滚珠丝杠滚道磨削工艺开展了试验研究,分析了磨削时砂轮粒度、砂轮速度、丝杠速度以及磨削深度对滚珠丝杠表面质量影响的主次顺序,得出了各工艺参数对表面质量的影响规律,为丝杠和螺母磨削工艺参数的选择提供了依据。另外试验研究了滚道表面质量对滚珠丝杠副摩擦力矩和噪声性能的影响,明确了滚道表面粗糙度和摩擦力矩之间的关系。试验结果表明,提高丝杠滚道表面加工质量能够有效降低滚珠丝杠副摩擦力矩和噪声。     

高速低粗糙度外圆切入磨削表面波纹度的试验研究

以高速低粗糙度外圆切入磨削表面纹度对研究对象，研究在低粗糙度磨削条件下，砂轮转速和工件转速对磨削表面波纹度的影响，在试验研究的基础上对对磨削表面波纹度的成因及机理进行了分析和讨论。     

切向超声振动辅助成形磨削齿轮的切削系数建模与试验研究

通过对磨粒-工件的运动特性分析,研究了切向齿轮超声成形磨削过程中分离加工机理,建立了超声振动作用下磨粒-工件的切削系数模型,得到了加工参数(砂轮速度、进给速度、超声频率和超声振幅)对切削系数的影响规律。针对切向齿轮超声成形磨削分离加工的特点,进行了齿轮超声成形磨削和普通磨削加工试验,获得不同加工参数对磨削力、磨削温度、残余应力和表面粗糙度的影响规律,并对磨削后表面的微观组织进行分析。试验结果表明：与普通磨削相比,在超声磨削过程中,磨削力、磨削温度和表面粗糙度在一定程度上得到有效的降低。三者的降低幅度随着砂轮转速、进给速度的增加而减小,磨削力、磨削温度的降低幅度随着超声振幅的增加而增大,而表面粗糙度的降低幅度随着超声振幅的增加呈先增加后减小的趋势;同时,齿面的残余压应力得到提高,其增加幅度随着砂轮转速、进给速度的增加而降低,随着超声振幅的增加而增大。此外,超声磨削可以显著改善齿面的纹理状态和表层的显微组织,并实现晶粒的细化。