横向进给磨削淬硬温度场的数值模拟

磨削淬硬是一种将磨削加工与表面淬火相集成的绿色加工工艺,具有显著的经济和社会效益.通过建立横向进给磨削淬硬温度场的数学模型,并且利用有限元软件ANSYS对其进行数值模拟,得到工件重叠区域温度场的变化情况.仿真结果表明,工件重叠区域在表面淬硬后随即发生了低温回火,整个工件表面的淬硬效果不一致.     

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。     

磨削强化技术对中碳钢磨削淬硬效果的研究

磨削强化技术是利用磨削加工过程中产生的大量磨削热对工件材料进行表面热处理的新工艺技术。它利用磨削热使退火或回火钢零件材料表层产生马氏体相变,达到表面强化的目的,实现了表面淬火工艺与机械加工过程的集成。本文选取45钢和60钢为研究对象,进行磨削强化试验研究。研究结果表明:在磨削温度场作用下缓进给磨削表面硬化层在深度和宽度方向上具有不同的组织变化趋势和显微硬度分布特征;表面硬化层始终存在由过渡区与未淬硬区或高温回火区组成的软化带。     

磨削用量对40Cr钢磨削淬硬层的影响

以平面磨削淬硬试验为基础，研究了磨削用量对40Cr钢磨削淬硬层组织与性能的影响。结果表明，在磨削淬硬加工中的热、力耦合作用下，磨削用量对磨削淬硬层的马氏体组织形貌及其高硬度区硬度值无显著影响，其高硬度值均在HV630～HV680之间。随着磨削速度的提高、磨削深度的增加或工件进给速度的降低，磨削淬硬层表面残余压应力值相应减小，但淬硬层深度以及应力作用深度相应增加。     

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.     

磨削淬硬技术研究现状及其展望

磨削淬硬技术是一种绿色表面淬火技术,该技术视磨削热为积极因素,主动利用磨削热对工件表面进行热处理,使工件表层发生马氏体相变,达到与表面强化处理一样的性能.对磨削淬硬技术的研究现状进行总结,指出存在的问题.提出磨削淬硬技术的发展方向和展望.     

40Cr调质钢外圆磨削淬硬试验研究

采用外圆磨削方式对40Cr调质钢进行磨削淬硬试验,通过测量试样的金相组织和显微硬度对外圆磨削淬硬的可行性、磨削参数对淬硬效果的影响规律等进行研究。结果表明:40Cr钢外圆磨削淬硬是可行的;试样的表层组织由完全淬硬层、过渡层和基体组成;表面硬度均在690 HV左右,淬硬层深度最高可达1.10 mm;磨削深度对表面硬度无显著影响,但对淬硬层深度具有显著影响,工件速度和砂轮型号对表面硬度及淬硬层深度均无显著影响。     

磨削淬硬工件热变形数值分析

磨削淬硬技术在加工过程中因高温引发了工件热变形,导致加工后工件呈凹形,影响了磨削淬硬层的分布。本文通过ANSYS热—力耦合模块对磨削淬硬中的热变形进行了模拟分析,用时变磨削热流密度加载模拟得到结果与试验测量结果吻合性好。     

立方氮化硼刀具精车淬硬钢

淬硬钢在机械制造业的应用较广泛。一般情况下,淬硬钢的切削加工工艺为粗(或半精)车→淬火→磨削。对于尺寸或形状不适于在磨床上进行磨削的淬硬钢工件,其精加工比较困难。为提高淬硬钢工件的加工质量和生产率,近年来我们应用立方氮化硼(CBN)这一新型刀具材料精车淬硬钢工件。为此做了一些工艺试验和研究,取得了较满意的以车代磨的加工效果。目前,车削淬硬钢工件     

磨削用量对65Mn钢磨削淬硬层深度及其均匀性的影响

采用刚玉砂轮在普通平面磨床上对65Mn钢进行磨削淬硬,研究磨削深度和工件进给速度对65Mn钢磨削淬硬层深度及其均匀性的影响。结果表明:试件淬硬层由完全淬硬层、过渡层组成;淬硬层最大深度随磨削深度的增大而增大,随工件进给速度的增加而减小;在本试验条件下,磨削深度ap0.4mm时,试件表层全部淬硬,均匀性较好。     

基于数控车床为平台的柔性滚压研究

描述了一种对回转类零件进行滚压的工艺方法，将滚压工具施压于工件表面产生变形，滚压压力可通过弹簧进行调节，滚压产生的变形能提高工件表面的光滑度和硬度。不同的压力和轴向进给速度可滚压出不同的粗糙度和硬度。     

40Cr调质钢磨削强化效果的研究

磨削强化处理技术是利用磨削热替代感应淬火热源对钢件表层进行强化处理,是将磨削加工与表面强化合为一体的工艺.该工艺可获得与感应表面淬火基本一致的强化条件和强化效果,其表层组织为马氏体硬化层,表层硬度53HRC左右,探明40Cr调质钢磨削强化的可行性.     

双粗糙平面法向接触建模方法的有限元对比分析

基于统计学方法,Greenwood和Tripp(GT模型)提出双粗糙平面法向接触(双粗模型)可以等效为单粗糙平面与刚性平板之间的接触(单粗模型),但这种等效处理缺乏对接触应力场分析以及材料硬化的考虑。为进一步研究GT模型,基于高斯粗糙表面数字化表征,通过控制自相关长度和滤波方法,得到双粗糙平面及其等效单粗糙平面;借助有限元软件ABAQUS对2组模型法向接触进行建模及分析。结果表明:2组模型预测的接触刚度和接触面积符合较好,但接触压力与接触面积关系存在差异;2组模型预测的等效应力和接触压强的应力幅值以及云图的分布区域大致相近,但双粗模型由于存在大量微凸体侧接触,弱化接触状态以及材料硬化,因而应力幅值偏低。     

油封座端面感应淬火的工艺初探

油封座端面进行感应淬火可有效减缓磨损速率,延长车辆使用年限,降低维护保养费用。阐述了油封座的优化设计和感应淬火工艺,以及端面感应淬火线圈设计及加工工艺,为圆环状工件端面感应淬火的处理提供一定的参考。     

非调质钢的磨削强化试验

磨削强化处理技术是利用磨削热替代高、中频感应淬火热源对钢件表层进行强化处理，将磨削加工与表面强化合为一体。对非调质钢进行磨削强化开展研究，通过变切深和变进给磨削强化试验，研究强化层深度的变化规律，对试件的金相组织进行分析。研究表明非调质钢磨削强化是可行的。     

Cooling in grind-hardening operations

The grind hardening process utilizes the heat dissipation in the grinding area for inducing metallurgical transformation on the surface of the ground workpiece. The workpiece surface is selectively heated above the austenitisation temperature and subsequently is self-quenched so as to achieve the anticipated surface hardening. In order for self-quenching to occur sufficient material mass must be present to conduct the heat away from the surface. However, in the case of grind-hardening of thin workpieces or cylindrical workpieces of small diameter, the quenching has to be assisted with the application of coolant fluid. In this paper, the utilization of the coolant fluid for the grind-hardening of small diameter cylindrical parts is investigated. The rapid heating of the workpiece and the short austenitising time are taken into consideration both for the estimation of the hardness profile and the hardness penetration depth (HPD). A finite element analysis (FEA) model is developed for this specific case and its predictions are verified experimentally.     

Predicting the hardening depth of a sprocket by finite element analysis and its experimental validation for an induction hardening process

Journal of Mechanical Science and Technology - Case hardening, or surface hardening, is the process of hardening of a metal object at its outer surface while allowing its core to remain relatively...     

固着磨料高速研磨工件表面硬化规律的研究

为研究固着磨料高速研磨工件表面硬度的变化规律,对加工零件的硬化现象与研磨工艺参数之间的关系进行了研究。结果表明,磨料粒度的增加,并未引起工件表面硬化程度的明显变化;随着研磨压力和速度的增加,工件表面硬化程度变大。分析认为,研磨后工件表面发生位错增殖,从而导致位错密度增加;同时由于位错运动导致的位错交割,是导致工件表面硬化的主要原因。该工艺具有节约磨料、环境污染小、加工工艺简单、加工质量好、加工效率高等优点。     

Parameter optimization of laser die-surface hardening using the particle swarm optimization technique

A method of multiple-objective optimization is proposed for parameter designing of laser die-surface hardening. The mechanical properties (wear resistance and hardness) and the geometrical properties (hardening depth and surface roughness), which control the hardening effect, are taken as the optimization objectives. A regression analysis is applied to build a non-linear equation for mapping the hardening parameters to the optimization objectives. Multiple constraints are analysed and a model of non-linear multi-objectives is established to optimize the parameters of laser die-surface hardening. The particle swarm optimization (PSO) technique is used for solving this optimization problem. The objectives are contradictive, since the laser die-surface hardening increases the surface hardness of the die, but increases the surface roughness as well. To overcome this problem, the surface roughness is set not only as an objective, but also as a constraint, so that a special fitness function is designed for the iteration of the optimal solution. The die of an auto body is used as an example to test the optimization of parameters. The optimization results show that the optimal parameters can be obtained using this method for laser die-surface hardening which satisfy the hardening requirement, and reduce the hardening time and cost.     

小切深磨削条件下工件表面硬化机理

以位错运动造成塑性变形的理论为基础,深入分析了小切深条件下磨削力机械作用硬化机理和材料热相变硬化机理。通过不同磨削参数的小切深磨削硬化试验,分析磨削硬化过程中不同磨削参数条件对工件表面强化层形成的影响及其金相组织转变的情况,深入研究磨削强化层组织的形成机理。试验结果表明,小切深条件下磨削加工试件表面的硬化主要以位错运动而产生的强化层为主,提高磨削深度和降低工件进给速度会增大工件表面显微残余应力,增强试件表层硬化层的形成效果。