金刚石微粉砂轮软弹性修整研究（VI）：软弹性修整后砂轮的磨削特性

本文以Ｓｉ３Ｎ４工程陶瓷为磨削对象，讨论软弹性修整后金刚石微粉砂轮的磨削力特性及磨削工件表面粗糙度特性，并研究磨削过程中微粉砂轮损耗规律以及工件磨除规律。同时同常规ＧＣ杯形砂轮磨削法修整、电火花法修整进行比较。     

工程陶瓷镜面磨削新方法及其机理的研究

基于各种磨削参数对氧化铝砂轮磨削氮化硅工程陶瓷材料表面粗糙度影响的试验研究，提出了氧化铝砂轮加工工程陶瓷时的作用过程可分为氧化铝砂粒与工件表面的凸峰碰撞破碎去除，碰撞与摩擦共同作用及摩擦抛光三个阶段，并建立了各阶段的去除模型。而后通过对不同磨削参数的工件加工表面进行微观观察，证明了上述加工机理的存在，并能获得良好的表面质量，达到了镜面加工要求，实现了在普通磨床上对陶瓷材料的高质量加工。     

电镀金刚石砂轮磨削加工SipC颗粒增强铝基复合材料的研究

颗粒增强铝基复合材料性能优良,在仪器仪表、航空航天等领域有着十分广泛的应用。本文提出了利用电镀金刚石砂轮在普通数控加工中心上对SipC颗粒增强铝基复合材料进行平面磨削的加工方法。通过正交实验,研究了主轴转速,进给量和磨削深度对磨削力的影响。实验结果表明：磨削深度对磨削力影响最大,其次为进给量,主轴转速对磨削力的影响很小。之后利用最小二乘法推导出了经验公式,并利用所得公式对实验数据进行了重新计算,对拟合精度进行了分析,最后对磨削表面粗糙度进行了简单实验。实验表明：磨削深度对粗糙度影响较小,主轴转速、进给量与粗糙度成正比关系,粗糙度在0．4—0．6um之间。     

CFRP砂轮与钢基体砂轮高速磨削过程中的动力学特性

为探究CFRP砂轮与钢基体砂轮在高速磨削过程中的动力学特性,在数控凸轮轴磨床上搭建振动测试试验平台,开展磨削过程的动力学特性试验,研究2种砂轮在不同线速度和不同进给速度下的振动信号变化,并测量磨削后工件的表面粗糙度。结果表明:CFRP砂轮主轴系统的各阶固有频率高于钢基体砂轮主轴系统的各阶固有频率,且磨削过程中激发的优势频率处于高频区域。随着砂轮线速度的增大,GCr15工件表面粗糙度随之发生波动,CFRP基体砂轮磨削表面的粗糙度明显变小,较钢基体砂轮磨削表面的粗糙度减小30%～35%。颤振发生前后,CFRP基体砂轮磨削的表面粗糙度由0.089 μm变为0.091 μm,粗糙度增大2.2%;钢基体砂轮磨削的表面粗糙度由0.135 μm变为0.146 μm,粗糙度增大8.2%。在线速度一定的条件下,随着砂轮进给速度的增加,CFRP砂轮和钢基体砂轮磨削的工件表面粗糙度值都有增加,分别为2.4%和2.9%,但相较于砂轮线速度对工件表面粗糙度值的影响,进给速度对工件表面粗糙度值的影响更小。      

陶瓷结合剂CBN砂轮磨削表面粗糙度的试验研究

本文通过一系列的试验，研究了陶瓷结合剂CBN砂轮磨削表面粗糙度的变化规律及其特点，建立了相应磨削表面粗糙度的经验公式。     

基于砂带磨削的铝合金磨削力和表面粗糙度的研究

建立了采用人工神经网络方法预测砂带磨削铝合金时磨削力和磨削表面粗糙度的分析模型.此模型可精确地描述砂带线速度、进给速度以及磨削深度对磨削力和磨削表面粗糙度的影响,实现了砂带磨削铝合金时磨削参数的优化.并可利用有限的试验数据得出整个工作范围内磨削力和表面粗糙度的预测值,大量减少了试验次数.     

木质砂轮的开发

普通砂轮是通过结合剂将无数细小的磨粒粘结在一起的，由于磨粒很硬，磨粒之问的粘结层十分微薄，导致磨粒间的接触几乎是刚性接触，砂轮具有较高的刚度。这种高刚度的砂轮具有高的磨削能力和磨削效率，缺点是被磨工件表面易产生划痕，难以获得高的表面加工质量。为了克服普通砂轮如SiC砂轮存在的高刚性，本文尝试在SiC磨料中加入少量的木质微粉，使其在磨粒之间起半弹性作用，从而改善被加工表面质量。这种半弹性的木质砂轮，是利用木质粉末经干馏、筛选后作为磨料，在砂轮制备过程中混入。本文应用这种砂轮对花岗岩进行了大量的磨削试验及加工比对试验。试验结果表明，木质砂轮不仅具有较高的磨削能力和效率，而且能获得纳米级加工表面(Ralonm／Ry112nm)。     

微结构砂轮对不同陶瓷的磨削性能

基于阵列微孔的微结构砂轮和普通砂轮对氧化铝、氮化铝、氧化锆及氮化硅陶瓷材料的不同磨削性能,对比研究不同砂轮和不同陶瓷材料的磨削力、比磨削能、表面粗糙度及表面崩边特征。结果表明：相比普通砂轮,微结构砂轮提高了氧化铝、氮化铝及氧化锆陶瓷的磨削力和比磨削能,降低了表面粗糙度,而对氮化硅陶瓷的磨削力及表面粗糙度影响不明显;相比其他陶瓷,氮化硅陶瓷具有较高的磨削力和比磨削能。从磨削加工表面特征上看,氧化铝、氮化铝陶瓷以脆性去除方式为主,氧化锆以塑性去除为主,而氮化硅则兼具塑性和脆性去除特征;微结构砂轮加工表面崩边尺寸大于普通砂轮的崩边尺寸,氧化铝和氮化铝陶瓷的表面崩边尺寸明显大于氧化锆和氮化硅陶瓷的。     

PVA砂轮的生产工艺及提高工件表面粗糙度等级的应用研究

PVA砂轮由于具有缓冲性和气孔的可调节性,在提高被加工工件的表面粗糙度等级方面,尤其在不改变原设备、原加工工艺的条件下,有一定的优越性。加工不锈钢时,表面粗糙度Ra最高达到0．01μm。加工38CrMoTi时,表面粗糙度Ra最高达到0．07μm。加工GCr15时,表面粗糙度Ra可以达到0．17μm。锌板的加工,表面粗糙度Ra可以达到0．7μm。加工印刷铜辊,表面粗糙度Ra达到0．02μm。     

表面形貌对砂轮磨削流体压力与润滑的影响

目的从磨削液压力及润滑方面找到减少磨粒磨损、磨削热和降低工件表面粗糙度的方法。方法基于实际情况,将砂轮突出的磨粒分布函数和工件在磨削之前存在的粗糙度函数等效为余弦函数,对陶瓷结合剂CBN砂轮磨削45号钢而产生的流体压力和膜厚进行了分析。结果考虑砂轮和工件的表面粗糙度时,压力波动集中在中心区域,磨削区最大压力和最大膜厚明显增大。在考虑热效应的情况下,当两表面波长相等、幅值同时增大时,最大膜厚及平均膜厚增大,而幅值相等、波长增大时,润滑情况没有改善;当砂轮表面幅值波长相等且变大时,最大膜厚及平均膜厚增大,由此也可以得出当砂轮表面幅值波长不变,工件表面如此变化时结果相同;当两表面幅值和波长不相等且都成倍增大时,最大膜厚及平均膜厚增大。结论膜厚增大利于润滑时,能降低磨削温度,减少磨削烧伤和热变形,降低工件磨削后的表面粗糙度,减少非工作磨粒的磨损,减少砂轮修正次数,延长砂轮寿命。但是膜厚不会无限增大,因为磨削区域并不封闭,在实际工程中可依据此理论来确定最优解,优化磨削过程。     

低压铸造铝合金轮毂Si偏析的研究

通过试验对低压铸造铝合金轮毂Si偏析进行了研究。结果发现：随着模具温度降低,铸件Si偏析问题得到改善;通过控制合金中Si的质量分数,根据铸件结构进行冷却设置,采用电磁搅拌,并合理使用变质剂,可以有效控制铝合金轮毂的Si偏析。     

安全阀阀座与阀瓣研磨工艺的实验研究

目的 提高安全阀阀座与阀瓣的研磨维修质量和工作效率.方法 以砂纸为研磨介质,研究砂纸的细度、研磨压力、研磨机转速、研磨时间、研磨路径对阀座与阀瓣材料去除率与表面粗糙度的影响.通过正交实验,综合考虑各个工艺参数对材料去除率和表面粗糙度的影响,选择最佳工艺.结果 最佳工艺下,安全阀关闭件的材料去除率为26.2μm/min,表面粗糙度为0.028μm,研磨修复效率提高到90%.结论 研磨维修的最佳工艺为:砂纸目数1500目,研磨压力30 N,研磨机转速50 r/min,研磨时间20 min,研磨路径8字形.     

铝合金车轮轮缘开裂缺陷分析

简述了铝合金车轮轮缘开裂的缺陷特征,检测了车轮的相关尺寸、化学成分、力学性能、显微组织和断口形貌,并对车轮的瞬态冲击过程进行了计算机模拟分析。结果表明,开裂车轮的力学性能、化学成分、显微组织符合标准要求,其断口部位存在细小氧化渣;而汽车的非正常驾驶使轮辋变形,最终导致轮缘开裂。     

铝合金锥镜化学增强力流变抛光优化实验研究

目的 为获得光滑表面并提高铝合金（Al 6061）锥镜全景反射光路集中度,采用力流变抛光方法去除工件在金刚石刀具切削后划痕、凹坑和凸起等表面缺陷,并消除这些表面缺陷导致的锥镜发射光路散射。方法 通过田口法分析力流变抛光过程中四个关键工艺参数——抛光速度、CeO2磨粒的组分（平均粒径为1.6 μm的大颗粒）/（平均粒径为200 nm的小颗粒）、磨粒浓度和抛光液pH值对抛光后工件表面粗糙度的影响。同时,对铝合金锥镜反射光路集中度进行了观测实验,讨论了表面形貌对反射光集中度的影响。结果 用信噪比分析发现,实验条件下抛光液pH值对抛光后的表面粗糙度影响最大,抛光速度和磨粒浓度次之,CeO2磨粒组分影响最小。优化得到的最佳抛光参数组合为：大/小磨粒组分比7∶3,磨粒质量分数4.5%,抛光速度1.38 m/s,抛光液pH=5。在该条件下抛光20 min后,表面粗糙度（Ra）从64.9 nm降低至8.1 nm,基本消除了切削的表面缺陷。结论 利用力流变抛光方法可以有效去除铝合金锥镜表面金刚石切削后的表面缺陷。铝合金材料硬质点Mg2Si对抛光后的表面形貌有重要影响,在优化的力流变抛光条件下,通过化学反应与磨粒机械去除的平衡,可以同时去除工件基体材料和硬质相,获得没有凹坑和凸起的光滑表面。     

时效工艺对6061铝合金轮毂力学性能的影响

对6061锻造铝合金轮毂进行了热处理工艺试验,结果表明,该铝合金轮毂的最佳热处理工艺为540℃保温79min,于70～72℃水中冷却1min,然后166℃时效350min。经该工艺处理后轮毂的抗拉强度可达到362～368MPa。     

含钪铝合金轮毂的发展

介绍了铝合金轮毂发展的现状和前景。分析了稀土钪细化铝合金组织的机制。铝合金中添加微量钪能显著提高其性能,因此铝钪合金轮毂的应用和发展前景广阔,可以充分发挥我国的钪资源优势。     

离心研磨加工钛合金表面粗糙度的试验研究

目的 探究离心研磨自动化加工工艺对钛合金表面粗糙度的影响.方法 选取了影响离心研磨加工效果的主要工艺参数(磨料材质、磨料粒径、滚筒转速),并使用单因素试验法对TC21钛合金进行了离心研磨加工试验.以表面粗糙度为评价指标对工艺参数进行了分析和优化.采用优化后的工艺参数对TC21钛合金进行了表面离心研磨加工,在此基础上研究了表面二次细化加工对TC21钛合金表面粗糙度的影响,并对比了加工前后工件的表面粗糙度值和表面形貌.结果 确定了较优的离心研磨TC21钛合金的工艺参数,即:磨料材质选用氧化铝,磨料粒径为5 mm,滚筒转速为240 r/min.采用优化后的工艺参数进行了离心研磨加工试验,TC21钛合金表面粗糙度值由1.412μm低至0.513 μm;表面二次细化加工后,工件表面粗糙度值由0.513 μm降至0.267 μm,加工纹理和缺陷消失.结论 采用优化后的工艺参数对TC21钛合金取得了较好的离心研磨加工效果,结合表面二次细化加工,使TC21钛合金表面粗糙度值降低两级,并修复了表面缺陷,验证了使用离心研磨工艺加工TC21钛合金的可行性.     

铝合金在汽车车轮上的应用

针对铝合金车轮市场的迅速发展,分析了车轮轮辋的类别、特点及使用,研究了铝合金车轮的性能特点,介绍了车轮的常用材料、制造方式和结构,同时指出了铝合金车轮的选择,铝合金轮辋、轮毂的维护。     

SG砂轮磨削镍基合金GH4169砂轮磨损机理与磨削性能的实验评价

目的 减少磨削镍基合金GH4169过程中砂轮磨损和堵塞现象,提高工件表面质量.方法 采用WA和SG砂轮磨削镍基合金GH4169,通过观察磨削前后砂轮表面微观形貌,研究两种砂轮表面材料粘附、堵塞以及磨粒破碎等主要磨损机制.从磨削力、工件表面形貌、磨削比能3个方面评价两种砂轮的磨削性能,并探究磨削参数对砂轮磨削力、工件表面形貌、磨削比能的影响规律.结果 在去除相同体积材料时,SG砂轮的磨削力较小,所消耗的能量较WA砂轮低21.5％,SG砂轮所加工工件表面的粗糙度明显低于WA砂轮所加工工件表面的粗糙度,两者表面粗糙度差值均在1μm以上.SG砂轮表面材料粘附现象较轻,WA砂轮表面出现了大面积的材料粘附,造成了砂轮堵塞.结论 SG磨粒因内部致密的微小晶粒所决定的微破碎机制,使SG砂轮在磨削镍基合金GH4169过程中保持了锋利的磨削刃,减少了砂轮表面的材料粘附,同时也获得了良好的工件表面质量.另外,SG磨粒较WA磨粒具有更佳的力学性能,使其在去除相同体积材料时所消耗的能量更少.