基于响应曲面法的轴承钢GCr15高速外圆磨削参数优化

为充分发挥轴承钢GCr15优越的材料性能,保证GCr15轴承等产品的加工质量和加工效率,开展了高速外圆磨削参数优化研究。选用立方氮化硼（CBN）砂轮进行GCr15的高速外圆磨削响应曲面试验,根据试验结果建立磨削力、磨削温度、变质层深度等磨削结果的回归模型。结合回归模型与磨粒的最大未变形切屑厚度模型,综合分析砂轮线速度、工件速度、磨削深度等磨削参数对磨削结果的影响规律。以磨削结果综合最小为目标,进行磨削参数的多目标优化,通过试验验证优化模型和优化结果的正确性。     

基于多岛遗传算法的轴承精超工艺多目标优化

为提高角接触球轴承内圈沟道精超加工精度及效率,利用ISIGHT优化软件对角接触球轴承内圈沟道精超工艺进行了多目标优化研究.首先通过正交试验得到一组样本点;然后采用二次多项式响应面法建立以工件转速、油石压力、油石摆动频率及超精时间等主要工艺参数为输入变量,以轴承内圈沟道表面粗糙度和沟道圆度误差为输出变量的多目标优化代理模型;最后,基于多岛遗传算法对多目标优化代理模型进行优化,得到一组最优精超工艺参数组合及结果预测值.试验结果表明:经过优化得到的表面粗糙度值比优化前的表面粗糙度值降低了15.244％,沟道圆度误差值比优化前的圆度误差值降低了14.87％,并且加工效率提升了21.43％,优化效果显著.     

轴承沟道磨削变质层与磨削工艺参数关系的研究

轴承沟道的磨削过程中，磨削的沟道表面不同程度存在磨削变质层，直接影响轴承的使用寿命。本文通过分析其磨削机理，提出影响磨削变质层深度的主要工艺参数，并通过一次回归正交试验设计，对生产现场易于调整的主要影响因素安排了多因素试验，根据磨削表层斜截面显微硬度分布曲线来决定磨削变质层深度，在此基础上建立对生产实践有指导意义的磨削变质层深度的数学模型，通过对该数学模型的分析，得出几点实用价值的结论。     

轴承沟道磨削工艺参数对磨削变质层的影响规律

轴承沟道的磨削表面不同程度存在磨削变质层，直接影响轴承的使用性能。本文根据磨削机理分析，提出影响磨削变质层深度的主要工艺参数，通过一次回归正交试验设计，对生产现场宜于调整的工艺参数安排了多因素试验，根据磨削表层斜截面显微硬度分布曲线来决定磨削变质层深度，在此基础上建立对生产实践有指导意义的磨削变质层深度的数学模型，并得出几点结论．     

G95Cr18轴承套圈沟道磨削烧伤的试验分析

分析G95Cr18钢的加工特性和产生套圈沟道磨削烧伤的原因。以2个型号轴承内、外圈沟道磨削为例,从砂轮选择、磨削留量分配、砂轮与工件转速、进给速度、进给量、光磨时间等方面进行试验和分析,通过优化工艺参数、细化工艺过程,有效避免了沟道磨削烧伤的发生。另外,对砂轮修整频率和切削液对套圈磨削质量的影响也进行了分析。     

氮化硅轴承套圈沟道的超精研工艺实验研究

为了获得P4级轴承沟道粗糙度(≤0.063μm)的最优超精方案,通过改变超精时间、工件切线速度、油石压力和油石摆荡频率4个参数,对氮化硅轴承套圈沟道进行正交实验,得到最优超精方案,最后对该方案进行验证并对粗糙度进行讨论。结果表明,最优超精方案加工出的沟道表面粗糙度值最低,由分析得知,沟道表面粗糙度受到陶瓷材料质量和磨削工序的影响较大。最优方案下得到的沟道表面达到P4级轴承粗糙度要求,控制好材料质量和磨削工序可进一步提升沟道超精表面质量。     

基于响应曲面法的C/SiC磨削表面质量预测

二维编织碳纤维增强碳化硅复合材料在航空航天领域应用广泛。作为反射镜的基体材料,人们对它的表面质量要求较高,需要提高磨削加工后材料表面的质量。因此,设计并开展磨削工艺参数3因素3水平正交实验,分析各参数对表面质量的影响。以面粗糙度Sa为表面质量评价指标,基于响应曲面法建立面粗糙度Sa预测模型,对磨削表面质量进行预测。根据建立的预测模型,以材料去除率为约束条件,以表面粗糙度为目标,优化磨削工艺参数,并开展磨削实验,以验证预测模型的有效性。     

套圈沟道切入式磨削分析

利用磨削理论,通过工艺试验与分析,得出磨削温度与磨削工艺参数之间的关系方程,对控制轴承套圈沟道表面磨削质量具有指导意义。附图2幅,表1个。     

采用正交试验优化轴承磨削工艺

优化概念引入磨削工艺有着深远意义,它是提高产品质量,提高经济效益的关键工作。我们研究的正交试验法,是一种直接优化法。从轴承磨削工艺最优化观点看,不仅要实现磨加工的高质量,而且要有高效率和优良的经济性。优化工艺应达到以下要求:金属切除率高,表面粗糙度小,表面没有烧伤和表面热损伤深度小,磨削(动态)稳定性好,加工形状精度高,工序费用少。本文通过大量试验,以正交试验原理,对轴承内圈磨削工艺,进行优化探讨,现介绍如下。一、轴承内圈沟道磨削正交试验 (1)机床。自制SM6001全自动磨床,进给方式:     

基于ADORE的陀螺电机主轴承优化设计

基于ADORE建立轴承仿真模型对某型号陀螺电机主轴承进行动力学分析,分析了球数、内外圈沟道曲率半径系数、径向游隙等结构参数对轴承沟道最大接触应力、摩擦力矩、球磨损率、轴承疲劳寿命的影响。结果表明:选取较多的球数有利于改善轴承性能;选取较大的径向游隙有利于减小沟道最大接触应力,提高轴承寿命,降低轴承摩擦力矩和球磨损率;在满足轴承最大接触应力要求时,适当选取较大的内、外圈沟道曲率半径系数有利于降低轴承摩擦力矩和球磨损率。并以轴承摩擦力矩、球磨损率、轴承疲劳寿命为优化目标对轴承结构参数进行多目标优化设计,确定了最佳设计方案。     

轴承套圈ELID磨削参数研究

采用在线电解(ELID)磨削技术对轴承套圈进行精密磨削实验,研究了在相同的磨削时间内不同导电率的磨削液对工件表面粗糙度的影响规律,以及同一导电率的磨削液随着磨削时间变化对工件表面粗糙度的影响规律,利用正交试验法对轴承套圈的工艺参数进行优化设计,试验结果表明,当磨削液导电率在合理的范围内时,磨削液的导电率越大,工件的表面粗糙度就越小,对于同一导电率的磨削液,随着磨削时间的增加,工件表面粗糙度呈现小幅度的增大,利用正交试验优化得出的方案提高了轴承套圈的加工精度。     

磨削薄壁外圈沟道产生变形和圆度超差的对策

当代球轴承外圈沟道的磨削工艺,大多数采用具有自动上下料装置的切入式定程磨削法,对于孔径小于10毫米的微型轴承,应用最普遍的机型是3MZ143A型,自动球轴承外圈沟道磨床。磨削薄壁的微型轴承外圈沟道,特别是磨削轴承套圈为不锈钢,高速钢等材料时,很容易出现圆度超差、磨削变形或夹持变形。要防止上述麻烦的出现,不是光靠减少横向进给速度可以解决问题的。     

切削稳定性约束下的铣削参数优化技术研究

目前切削稳定性研究主要集中在不同加工方法及加工条件下的稳定性研究,以无颤振极限切深作为切削参数优化的推荐值,缺少对稳定性与优化模型的深度融合分析。针对这一问题,以材料切除率和刀具寿命构建优化目标函数,提出一种切削稳定性约束下的铣削参数优化模型。通过对铣削稳定性零阶解析算法的分析,论述了切削稳定区域的确定受切削力学模型、刀尖频率响应、及切削参数共同影响关系。在设定机床、工件和刀具的条件下,通过对稳定性叶瓣图形态随切削参数变化规律的研究,得出了极限切深不等效于最大材料去除率;以动态变化的稳定域及机床能效为约束边界,采用变化趋势相反的材料去除率和刀具寿命构建优化目标函数,通过遗传算法获取全局最优解。针对多目标优化中,各分目标权重难以量化设置的问题,提出以材料去除率期望值和刀具寿命期望值作为优化模型设置参数,实现优化参数的量化调节和优化方向的有效控制。在VMC850机床上进行了试验并采用遗传算法对多组参数设定状态进行优化,结果表明切削参数优化结果满足稳定性约束要求,且其优化方向可量化调节。     

基于Kriging插值和遗传算法钛合金车削加工参数优化

钛合金较差的切削加工性不利于保证好的表面完整性,影响钛合金零件的使用性能。基于田口方法建立钛合金车削试验模型,考察切削用量对表面粗糙度、刀具寿命、切削力和材料去除率的影响规律,以材料去除率为目标函数,以表面粗糙度、刀具寿命和切削力为约束函数,基于Krig-ing插值的响应曲面法和遗传算法构建了钛合金车削参数优化模型。研究结果表明:钛合金车削过程参数最优的水平组合为v3f1ap1r1E3,优化结果与初始试验相比,表面粗糙度、刀具寿命、切削力和材料去除率分别改善了75.86%、65.16%、36.41%和557.91%。     

轴承套圈沟道磨削状态参数检测及工艺试验

介绍一种轴承套圈沟道磨削进给状态参数检测与分析系统,并以此为基础,通过工艺试验和数据分析,着重讨论磨床主电动机功率与沟道表面粗糙度和沟形误差之间的映射关系,为轴承套圈沟道磨削工序的在线质量监测提供依据。     

基于响应曲面法的不锈钢电解质等离子体抛光工艺参数优化

采用响应曲面法中的Box-Behnken(三因素三水平)实验设计方法,根据实验结果分别建立电压、温度和电解质浓度3个工艺参数下的表面粗糙度和材料去除率响应曲面分析模型;通过研究表面粗糙度Ra和材料去除率MRR在各工艺参数相互影响下的响应曲面和等高线图,得到工艺参数对响应因子即表面粗糙度Ra和材料去除率MRR的影响规律,以及相应目标下的最优工艺参数组合;对最优工艺参数组合进行实验验证并检验模型的准确性。单目标参数优化结果显示,当电压为262 V、温度为80℃及电解质浓度为3.5 wt%时,表面粗糙度Ra达到最小值0.055μm;当电压为239 V、温度为71℃及电解质浓度为4.0 wt%时,材料去除率MRR达到最大值4.766μm/min。双目标参数优化结果显示,当电压为238 V、温度为72℃及电解质浓度为3.8 wt%时,表面粗糙度Ra和材料去除率MRR分别为0.071μm和4.413μm/min。实验验证结果显示,单目标优化时样品的表面粗糙度Ra=0.057μm、材料去除率MRR=4.980μm/min;多目标优化时样品的表面粗糙度Ra=0.078μm,材料去除率MRR=4.292...     

工程陶瓷主轴沟道表面磨削加工的实验研究

基于实验室自主设计研发的全陶瓷电主轴,利用曲线磨床对工程陶瓷主轴沟道进行磨削加工以及运用手工研磨的方法进行研磨。研究砂轮转速、工件转速、进给量、横向进给速度等磨削工艺参数对沟道表面粗糙度的影响,以及研磨工艺参数、磨料粒度、研磨时间、主轴转速对沟道表面轮廓度的影响。揭示了磨削参数与研磨参数对氧化锆陶瓷主轴沟道表面质量的影响,为硬脆材料高效的成型磨削加工提供参考依据。     

基于Pareto前沿的单晶Si放电加工工艺参数优化

针对电火花加工复杂、时变、多参数的特点,在单晶硅Si放电成型加工可行性的基础上,对材料去除率和表面粗糙度等工艺目标进行综合评价。采用中心组合设计实验综合考察峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔对P型单晶Si放电成型加工过程中材料去除率以及表面粗糙度的影响程度,通过响应曲面法分别获得材料去除率和表面粗糙度的二次响应模型,方差分析结果表明模型具有很好的拟合程度和适应性。以提高材料去除率和降低表面粗糙度为目标建立工艺参数优化模型,设计遗传算法对优化问题进行求解并得到Pareto最优解集。实验结果表明,料去除率的实验结果与优化预测结果平均相对误差为5.8%,表面粗糙度的实验结果与优化预测结果平均相对误差为5.3%。表明该算法能有效快速的实现P型单晶Si放电成型加工过程的工艺参数优化。     

Cr4Mo4V高温轴承钢的磨削试验

对Cr4Mo4V高温轴承钢制外圈沟道的磨削进行了试验,解决了生产中沟道表面质量问题,提高了零件的加工质量和精度,并提高了生产效率。     

响应面法优化SKD11电火花线切割工艺参数研究

针对高耐磨韧性通用冷作模具钢SKD11的难加工性,利用基于响应面法的中心复合设计电火花线切割工艺参数对材料去除率的影响规律,建立二阶响应面模型,以最大材料去除率为目标优化电火花线切割工艺参数。结果显示:脉冲放电时间、脉冲间隙时间、电流峰值对材料去除率的影响显著,伺服电压对材料去除率的影响较小,最优工艺参数组合为:脉冲放电时间T_(on)为14μs、脉冲间隙时间T_(off)为20μs、电流峰值I_P为4. 5 A和伺服电压S_V为5 V。