齿轮磨削裂纹的产生原因及防止措施

针对渗碳淬火钢齿轮在磨齿时,易产生磨削裂纹而报废的现象,通过多年的生产实践。总结和归纳渗碳淬火齿轮磨削裂纹的产生原因和防止工艺措施。     

渗碳淬火齿轮磨削裂纹的防止

结合实例，探讨了防止渗碳淬火齿轮磨削裂纹的措施，并在实践中证明是可行的。     

轴向超声振动辅助磨削的磨削力建模

以单颗磨粒为对象,分析轴向超声振动下磨粒的运动特性。在此基础上,将磨削力分为切屑变形力和摩擦力两部分,分别分析了轴向超声振动对切屑变形力和摩擦力的影响。在切屑变形力方面,轴向超声振动改变了磨粒运动方向与主切削方向间的夹角;在摩擦力方面,轴向超声振动降低了磨粒与工件间的摩擦因数。基于此建立了轴向超声振动辅助磨削的磨削力模型。通过对21Ni Cr Mo5H进行了轴向超声振动辅助磨削的磨削力试验,确定了模型中的常数,并验证了所建模型的正确性。建立的磨削力模型是轴向超声振动辅助磨削的磨削力预测的一种有效方法,对轴向超声振动辅助磨削机理的认识具有较大意义。     

齿轮磨削裂纹产生的原因及防止措施

针对渗碳淬火20CrMnTi齿轮在磨齿时易产生磨削裂纹而报废的现象,通过多年的生产实践,总结和归纳和渗碳淬火齿轮磨削裂纹产生的原因和防止裂纹的工艺措施。     

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.     

渗碳淬火齿轮磨削裂纹的产生及防止

渗碳淬火齿轮,因磨削裂纹而报废在许多工厂都时有发生,有时甚至很严重。几年来我厂在国家重点工程仪征涤纶设备制造中,有较大批量精度要求高的渗碳淬火齿轮需加工,解决磨齿裂纹成为生产关键。为此我厂组织冷、热工艺及测试人员共同攻关,并参阅有关文献经过多次试验,对磨裂的原因有了初步理性认识,并采取了相应的工艺改进措施,终于解决了这一问题,情况如下: 一、齿轮制造工艺和磨裂情况 1.齿轮的基本技术参数及工艺过程模数m_n=4mm、齿数Z=101、压力角α=20°、螺旋角β=15°27′06″、齿面宽B=55mm、     

渗碳钢的磨削特性

本文通过模拟齿轮的磨削试验,采用正交法研究了展成速度,轴向速度,磨削深度对渗碳淬火的20CrMnMo 和15CrNi_3Mo 钢磨削质量的影响,讨论了磨削变质层内残余应力分布特征,分析了两种材料磨削性能的差异。试验结果表明:磨削深度对磨削质量影响较为显著;变质层内残余拉应力峰值多处在次表面;在相同磨削条件下20CrMnMo 比15CrNi_3Mo 钢具有较厚的变质层,残余拉应力峰值也高。     

氧化锆陶瓷超声磨削实验及磨削力模型研究

为了研究氧化锆陶瓷超声磨削机理,分别设计了超声和非超声磨削情况三因素-三水平的正交试验,基于实验数据开展了磨削力影响因素分析和极差分析,并构建了磨削力模型。研究结论如下:超声磨削情况下,磨削力随主轴转速的提高而降低,随磨削深度、进给速度的增大而增大;沿进给方向的力和沿磨削宽度方向的磨削力主次影响顺序为主轴转速、磨削深度、进给速度,沿磨削深度的磨削力主次影响顺序为主轴转速、进给速度、磨削深度;非超声磨削情况下,磨削力随主轴转速和磨削深度的增大而降低,随进给速度的增大而增大;三个方向的磨削力的主次影响顺序都为主轴转速、进给速度、磨削深度。对比超声和非超声,发现超声磨削情况下可获得20%～30%磨削力减小,且超声对金刚石磨头的磨损程度最小。研究可为氧化锆陶瓷磨削机理研究提供重要参考。     

考虑局部磨削条件变化的齿轮成形磨削表面粗糙度建模研究

齿轮磨削表面粗糙度的建模研究是认识齿轮完整性的重要基础。由于砂轮-工件的宏观复杂形状,以及齿轮磨削过程中局部磨削条件存在差异,限制了经典平面磨削粗糙度建模方法向齿轮磨削的直接迁移。为此,提出考虑局部磨削条件变化的齿轮成形磨削表面粗糙度建模方法。根据成形磨齿的磨削机制,分析磨齿砂轮与齿轮工件的运动关系,推导得到宏观几何形状影响下不同局部位置的磨粒运动轨迹方程,建立了考虑砂轮复杂形状的磨粒随机分布特性的砂轮模型;基于磨削表面粗糙度的创成机制,通过迭代算法得到成形磨齿表面粗糙度;进行了12Cr2Ni4A齿轮材料渗碳淬火后的成形磨削实验研究。结果表明,所提出的成形磨齿表面粗糙度预测模型与实验结果具有较好的一致性,模型可以很好地反映局部磨削条件差异下齿面粗糙度沿齿廓方向的分布。本文研究对成形磨齿表面粗糙度创成机制提出了一个新的认识,为后续研究提供了更多的参考与基础。     

渗碳钢齿轮磨削烧伤研究

渗碳高强度钢齿轮件在磨削加工中经常会产生齿面、齿顶表面发黄、黑的磨削烧伤现象。文章以实际加工中出现的磨削烧伤渗碳齿轮件为依托,研究渗碳高强度钢齿轮件磨削烧伤产生的原因,提出通过调整变量参数来避免高速磨削工件烧伤问题,为有效预防烧伤提供参考。     

机器人打磨铸钢件的效率与打磨力研究

对于给定材料与工况环境,磨削效率和砂轮磨削力只与磨削深度、砂轮线速度和工具进给速度3个因素存在直接关系,而磨削效率可由单位时间磨除材料的体积表达.基于自主设计的一套工业机器人打磨系统,针对铸钢材料通过四因素多水平正交试验法,找出了最高磨削效率下各因素的参数值,并分析了磨削参数对磨削力影响的敏感性.通过实时采集机器人关节...     

22CrMnMo大模数齿轮磨削裂纹的原因与控制措施

从磨削过程中磨削热、磨削力、齿面应力状态及磨削之前的渗碳淬火工序所得的显微组织等方面，阐述裂纹产生的原因．并提出从磨削工艺上降低磨削温度、从淬火处理上改善齿轮表面应力状态等措施，可有效控制和防止该齿轮的磨削裂纹的产生。     

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.     

Investigation on grinding temperature in ultrasonic vibration-assisted grinding of zirconia ceramics

The feasibility of ultrasonic vibration-assisted grinding (UVAG) in machining brittle materials, such as zirconia ceramics, has been preliminarily proved. The high temperature generated in grinding processes is a main factor responsible for thermal and surface/subsurface damage. However, there are few reports about grinding temperature for zirconia ceramics by UVAG. In this study, a grinding force model is used for the analysis of grinding temperature in UVAG based on kinematic principle of ultrasonic vibration and brittle material fracture removal mechanism. Then, the heat fluxes equation during grinding process is analyzed. And the grinding temperature model is developed based on theoretical grinding force model and heat fluxes. Finally, pilot experiments are carried out to analyze influence of vibration parameters and process parameters on UVAG temperature and verify the mathematical model. The comparison results show that ultrasonic vibration has an important influence on grinding temperature with the reduction of 10.6%. In addition, there is a good consistency between mathematical model and the experimental results. The average relative error is within 10%. Therefore, the mathematical model could be used to predict the UVAG temperature.     

工程陶瓷恒力磨削金刚石砂轮钝化规律研究

通过一系列试验建立了恒力磨削条件下砂轮全钝化周期的钝化曲线,并通过相应的数学手段对各个阶段的砂轮钝化特征和磨削能力进行分析.结果表明:初期钝化阶段的钝化曲线随时间的变化是由凹到凸的过程,与砂轮磨损过程有很大的区别.初期钝化阶段砂轮钝化速度大大低于其他两个阶段,砂轮具有很强的磨削能力,这一特征的潜在应用价值非常高.正常磨损阶段砂轮的钝化与砂轮磨损规律一致,呈线性增大趋势.     

锥形摆线轮磨削加工方法研究

使锥形摆线轮齿廓曲面沿轴向产生线性变化是锥形摆线轮齿廓面加工的关键技术问题.为了获得较高的齿廓曲面加工精度,提出了在"指锥包络"切削的基础上,采用"圆弧砂轮"磨削的精加工方法.以锥形摆线轮的小端为基准,推导了锥形摆线轮在磨削过程中磨具的运动轨迹,并运用三维软件,对加工过程进行运动仿真,验证磨削加工的可行性.在理论推导和加工仿真的基础上,完成样机的试制.在ZC1066H三坐标测量机上,对采用"圆弧磨具"进行磨削的锥形摆线轮齿廓曲面进行加工精度检测,采用最小二乘法的数据处理方法,对锥形啮合副的齿距偏差、齿廓偏差等保证锥形摆线轮行星传动运动精度和平稳性的重要指标进行评定,测得磨削后的锥形摆线轮齿廓综合总偏差为0.08mm,齿距累积总偏差为0.0938,测量结果表明该磨削加工方法切实可行,且具有较高的精度.     

高速精密磨削9CrWMn冷作模具钢的磨削力和比磨削能

分析了高速精密磨削9CrWMn冷作模具钢的机理,采用DEFORM软件对高速磨削模具钢9CrWMn过程进行了磨削力仿真。使用高精密高速平面磨床对模具钢9CrWMn进行了高速精密磨削试验,并在线测量了多种工况下的磨削力。结果表明:在其他两组工艺参数不变时,随着工件进给速度增加,磨削力特别是法向磨削力会增大近45%;法向磨削力和切向磨削力随着砂轮的线速度上升而下降,法向磨削力下降近33%;磨削深度对磨削力影响较大,大的磨削深度对法向磨削力的影响尤其显著,可使法向磨削力增大近100%。分析了磨削工艺参数对比磨削能的影响规律,结果显示:随着磨削深度和工件进给速度的增大,比磨削能呈比较明显的下降趋势,符合磨削加工中的尺寸效应;随着砂轮线速度的增大,比磨削能呈上升趋势。最后,对高速磨削前后工件表面的微观形貌进行了对比分析,磨削力试验结果和仿真理论分析相一致。     

Vibration characteristics and machining performance of a novel perforated ultrasonic vibration platform in the grinding of particulate-reinforced titanium matrix composites

Ultrasonic vibration-assisted grinding (UVAG) is an advanced hybrid process for the precision machining of difficult-to-cut materials. The resonator is a critical part of the UVAG system. Its performance considerably influences the vibration amplitude and resonant frequency. In this work, a novel perforated ultrasonic vibration platform resonator was developed for UVAG. The holes were evenly arranged at the top and side surfaces of the vibration platform to improve the vibration characteristics. A modified apparent elasticity method (AEM) was proposed to reveal the influence of holes on the vibration mode. The performance of the vibration platform was evaluated by the vibration tests and UVAG experiments of particulate-reinforced titanium matrix composites. Results indicate that the reasonable distribution of holes helps improve the resonant frequency and vibration mode. The modified AEM, the finite element method, and the vibration tests show a high degree of consistency for developing the perforated ultrasonic vibration platform with a maximum frequency error of 3%. The employment of ultrasonic vibration reduces the grinding force by 36% at most, thereby decreasing the machined surface defects, such as voids, cracks, and burnout.     

45钢高效深磨磨削力的实验研究

采用CBN砂轮,在砂轮线速度为90～210m/s的磨削条件下,对45钢进行了高效深磨实验.分析了不同工况对磨削力的影响.实验表明,在高效深磨过程中,提高砂轮线速度使磨削力减小,工件表面粗糙度值下降;增加磨削深度使磨削力上升、比磨削能下降、提高磨削效率,也能保证工件表面质量.     

氧化锆陶瓷材料的旋转超声加工

研究了用旋转超声加工的方法对氧化锆陶瓷材料进行磨削,探讨了旋转超声磨削的机理,并采用正交组合试验方法,进行了旋转超声磨削加工试验。通过试验探讨了工艺参数对表面粗糙度的影响,从而确定了一组最佳的磨削工艺参数。