基于正交试验的面齿轮磨削表面质量研究

磨削表面质量直接影响面齿轮的使用性能。在正交面齿轮磨削正交试验结果的基础上,采用极差分析法,得出了砂轮转速ns、工件进给速度vw、磨削深度af对磨削表面粗糙度Ra的影响规律,并得到了参数优选方案;采用多元线性回归方法,建立了表面粗糙度与磨削参数之间的关系预测模型,实验验证了该模型具有较好的准确性。利用金相显微镜对面齿轮磨削表层金相组织进行检测分析,得到齿面残余奥氏体量实验设计矩阵及结果;采用二次响应曲面法,建立了磨削表面残余奥氏体量的预测模型,该模型检验的显著性明显,可对残余奥氏体量进行预控。     

氮化硅套圈内圆磨削及回归分析

目的 研究磨削工艺参数:砂轮的粒度、线速度(vs)、轴向振荡速(fa)和径向进给速度(fr)对氮化硅套圈内表面粗糙度的影响.方法 采用树脂结合剂金刚石砂轮对氮化硅陶瓷套圈内圆进行单因素磨削加工实验,进行了4因素的正交实验.利用Taylor-Hobson Surtronic25型接触式粗糙度仪测量被磨工件表面粗糙度,通过回归分析得出了加工表面粗糙度的回归方程.结果随着砂轮粒度的减小,加工表面粗糙度由0.31 μm下降到0.23 μm.随着砂轮线速度的提高,被磨表面粗糙度由0.28 μm升高到0.39μm,然后下降到0.33 μm.砂轮轴向振荡速的提高,使被磨表面粗糙度波动变化.砂轮径向进给速度提高对加工表面粗糙度的影响不明显.结论 明确了不同磨削参数对加工氮化硅陶瓷套圈内表面粗糙度的影响.利用正交实验法,将实验结果进行了回归分析,得出了氮化硅陶瓷套圈内表面粗糙度Ra的预测模型.     

SiCp/Al复合材料的ELID精密加工工艺

针对高体积分数SiCp/Al复合材料的加工难题,采用在线电解修整精密磨削加工工艺对其进行精密磨削实验研究.首先,通过建立单颗粒磨削模型,得到磨粒的最大变形磨屑厚度,进而利用Matlab软件,得到SiCp/Al复合材料塑性域磨削的试验参数范围.然后,通过单因素试验探究磨削深度、砂轮转速以及工件移动速度对加工表面粗糙度的影响,利用正交试验最优参数与理论分析得到的塑性域磨削的试验参数范围进行对比,确定了最优工艺参数.最后,以最优试验参数对体积分数40%的SiCp/Al复合材料进行精密磨削加工,获得表面粗糙度Ra 0.030μm的加工表面.研究表明:应用ELID精密磨削加工工艺,采用W5铸铁基金刚石砂轮,当砂轮转速为1 500 r/min,磨削深度在0.1μm,工件移动速度为2 m/min时,磨削效果最佳.     

五星椅座磨削工艺参数优化的试验研究

为获得五星椅座良好的砂带磨削效果,对六关节轴机器人抓取五星椅座在砂带磨削机上打磨时的磨削深度、砂带线速度以及工件速度等工艺参数进行研究。通过极差分析法和方差分析法得到各磨削工艺参数对表面粗糙度和磨除率的影响规律及磨削工艺参数优选方案。根据正交试验结果,建立表面粗糙度和磨除率的数学模型。与试验测量值相比,模型计算结果的最大相对误差不超过8.7%,表明所建立的数学模型精度良好。     

18CrNiMo7-6高速磨削条件下表面质量的试验研究

在高速磨削条件下,以砂轮线速度、磨削深度以及工作台速度为变量,对齿轮常用材料18CrNiMo7-6进行了单因素高速磨削工艺试验,从表面粗糙度和表面硬度两方面研究了高速磨削对试验材料表面质量的影响,分析了磨削参数对表面粗糙度以及表面硬度的影响规律,揭示了试验材料在高速磨削加工中表面粗糙度和表面硬度的变化规律.试验结果表明:表面粗糙度随着砂轮线速度的增大而减小,随着磨削深度和工作台速度的增大而增大;表面硬度随着磨削深度的增大而减小,随着工作台速度的增大而增大,但是随着砂轮线速度的增大,表面硬度先减小再增大最后趋于稳定.     

氮化硅陶瓷套圈内圆磨削表面质量的实验

目的 研究高速磨削试验下砂轮粒度、砂轮速度、磨削深度、工件速度等工艺参数对工程陶瓷材料磨削表面粗糙度的影响.方法 利用MK2710型数控内外圆复合磨床对工程陶瓷内表面进行磨削加工,并利用Surtronic 25接触式粗糙度测量仪进行表面粗糙度的测量,得到不同磨削工艺参数下的表面质量.结果 单一因素试验分析得出表面粗糙度随着砂轮粒度的变小而降低,随着砂轮线速度增加而降低,随着工件转速的增大而减小,随着磨削深度的增大而增大;通过正交试验的分析得出,与工程陶瓷表面粗糙度关系最大的为砂轮粒度,其次为砂轮速度和磨削深度,工件速度影响最小.结论 揭示了砂轮粒度、砂轮速度、磨削深度、工件速度对工程陶瓷表面粗糙度的不同影响,确定了最佳磨削工艺,并且进行试验验证,为工程陶瓷材料磨削加工提供了依据.     

螺旋锥齿轮数控磨削表面粗糙度的建模与分析

根据螺旋锥齿轮的数控磨削原理和齿面数学模型,分析了单面法用直口杯砂轮展成螺旋锥齿轮时表面粗糙度的形成机理与影响因素.基于加工运动轨迹分析方法,进行了数控磨削齿面的节点和接触迹线矢量计算,通过网格划分,将磨削3D理论残留面积高度转化为沿齿高方向各横向截面上的2D理论残留面积高度的计算,并考虑磨削齿面材料的耕犁塑性变形,建立了磨削表面粗糙度的计算模型.通过孤齿锥齿轮小轮的磨削表面粗糙度Ra值的计算和试验验证分析,结果表明:齿轮展成速度增大时,Ra值略有增加;砂轮速度提高时,Ra值可明显降低;当磨削深度a大于O.1 mm时,Ra随a变大而增加显著;其他因素对Ra也有不同程度的影响;Ra实测值与计算值的相对误差最大绝对值为17.1%,说明磨削表面粗糙度的理论建模有较好的精度,为螺旋锥齿轮磨削质量的控制奠定了基础.     

用CBN砂轮精密磨削高硬度铸铁时砂轮及磨削参数的实验研究

本文用正交试验法研究了精密磨削高硬度铸铁时,CBN 砂轮浓度和粒度对磨削比及磨削表面粗糙度的影响,研究了磨削参数对磨削表面粗糙度的影响,也研究了精密磨削铸铁时CBN 砂轮耐用度及烧伤、光磨等问题.     

面齿轮展成磨削表面粗糙度的建模与分析

根据面齿轮的展成磨削原理和齿面数学模型,分析了碟形砂轮展成磨削面齿轮时表面粗糙度的形成机理与影响因素.基于碟形砂轮的加工轨迹分析方法,结合碟形砂轮表面形貌的预测及磨削过程中其与面齿轮毛坯之间的接触变形分析,建立了沿着面齿轮齿面接触线进行展成磨削的表面粗糙度计算模型.通过理论-实验相结合的面齿轮磨削表面粗糙度分析表明:碟...     

超硬磨料砂轮干式磨削Ti6Al4V合金的表面完整性研究

针对钛合金干式磨削特点,制备了金刚石和立方氮化硼(cubic boron nitride, CBN)超硬磨料砂轮,进行了与碳化硅陶瓷砂轮干式磨削Ti6Al4V合金的对比试验研究。用扫描电子显微镜、三维体视显微镜、粗糙度仪和显微硬度计对磨削工况和试样表面进行了测定。分析了磨削用量对表面粗糙度的影响,比较了3种砂轮磨削工件的表面粗糙度、表面形貌、微观组织及显微硬度。研究表明:工件表面粗糙度随着磨削深度增大而增大,随着砂轮速度的增大而减小。与绿色碳化硅陶瓷结合剂砂轮相比,CBN和金刚石超硬磨料砂轮磨削工件的表面粗糙度和变质层深度较小,表面无明显烧伤,在一定用量条件下更适合Ti6Al4V合金干式磨削加工。     

基于比磨削能的花岗岩内圆磨削的正交实验

目的研究不同工况下,各种磨削参数组合对比磨削能的综合影响.方法利用Kislter旋转测力仪在线测量切向磨削力,采用正交实验方法设定影响比磨削能的磨床各项磨削参数.通过比磨削能经验公式计算出相应的比磨削能.结果得到不同工况下花岗岩内圆磨削的比磨削能.通过对实验数据的处理得到花岗岩的比磨削能在15～40 J/mm^3.与最小比磨削能0.669J/mm^3对应的因素分别为：砂轮粒度80^#、砂轮转速8.64 m/s、工件转速0.92 m/s.结论揭示了金属材料与硬脆材料去除方式的本质差别,对花岗岩比磨削能的影响因素主次顺序为：切削深度〉砂轮粒度〉砂轮转速〉工件转速.可知影响花岗岩比磨削能的内在因素为材料去除方式,得到了花岗岩内圆磨削的比磨削能的最佳工艺参数组合.     

基于ELID精密镜面磨削技术的外圆精加工工艺

为了探究外圆精加工的新途径,采用在线电解修整(electrolytic in-process dressing,ELID)精密镜面磨削技术,对外圆进行ELID精密超精密磨削实验.鉴于许多典型难加工材料的平面精密加工和高效加工是通过ELID精密镜面磨削技术解决的,通过改装机床工艺设备、优化工艺参数,得到当砂轮线速度为20 m/s、磨削深度为10μm、电极间隙为0.3 mm、电压为10 V、电流为1 A、占空比为2/3时,已加工表面的表面粗糙度为0.025μm,外圆磨削状态最佳,加工工件的表面质量最优.     

Experimental Study of Machinability in Millgrinding of SiCp/Al Composites

An attempt was made to investigate the machinability of Si Cp/Al composites based on the experimental study using mill-grinding processing method. The experiments were carried out on a high-speed CNC machining center using integrated abrasive cutting tool. The effects of combined machining parameters, e g, cutting speed(vs), feed rate(vf), and depth of cut(ap), with the same change of material removal rate(MRR) on the mill-grinding force and surface roughness(Ra) were investigated. The formation mechanism of typical machined surface defects was analyzed by SEM. The experimental results reveal that with the same change of material removal rate, lower mill-grinding force values can be gained by increasing depth of cut and feed rate simultaneously at higher cutting speed. With the same change of MRR value, lower surface roughness values can be gained by increasing the feed rate at higher cutting speed, rather than just increasing the depth of cut, or increasing the feed rate and depth of cut simultaneously. The machined surface of Si Cp/Al composites reveals typical defects which can influence surface integrity.     

基于零件摩擦学性能的磨削参数优化

采用遗传算法和神经网络相结合,以表面形貌评价参数（表面算数平均偏差、表面支承指数、核心区液体滞留指数和谷底区液体滞留指数）为输入层,以磨削参数（砂轮转速、工件速度、横向进给量和背吃刀量）为输出层,建立多输入多输出的优化预测模型;针对不同使用需求的特定表面形貌结构,利用此模型预测流体润滑条件下相应的磨削工艺参数.验证实验采用与样本实验不同的机床、砂轮和工件尺寸,结果显示,预测值与实验值的最大偏差为12.87%,充分证明了该模型的优化精确性、可靠性和普适性;该模型可有效提高工艺方案的设计效率.     

磨削高体积分数SiCp/Al复合材料表面形成机制

针对高体积分数SiCp/Al复合材料精密加工问题,研究了磨削加工高体积分数SiCp/Al复合材料表面形貌的形成机制.使用金刚石砂轮在干式和湿式两种磨削条件下对高体积分数SiCp/Al复合材料进行磨削实验研究,通过表面粗糙度仪对表面粗糙度进行测量,运用扫描电镜对磨削加工的表面形貌进行观测研究.结果表明：该材料磨削表面的主要缺陷为SiC颗粒拔出、破碎、压入和Al基体的涂敷等,SiC颗粒的破碎和脱落是磨削加工该材料表面形成的主要机制.两种磨削条件下工件进给速度对表面粗糙度的影响比磨削深度更显著,湿式磨削无论是在工件已加工表面形貌和微观结构还是表面粗糙度上都好于干式磨削.     

金属平面滚压塑性精加工的实验分析

对金属表面的滚压塑性精加工进行了实验研究。测试分析了初始表面粗糙度和纵向压下量、横向进给量、滚压速度、滚压道次等对表面粗糙度、硬度、金相组织形貌的影响。研究结果表明,滚压塑性精加工可以提高金属(特别是有色合金软金属)的表面硬度、致密性,降低表面粗糙度,与常规的磨削精加工相比具有更多的优点,如节省了砂轮和冷却液的消耗,消除了对环境的污染,提高了被加工材料表面的物理、机械性能等。     

氧化锆陶瓷磨削机理有限元仿真与实验

目的研究氧化锆陶瓷材料在高速磨削条件下的去除机理,优化磨削参数,提高磨削效率．方法将单颗金刚石磨粒简化成圆锥形和三棱柱形两种形状,进行氧化锆陶瓷的磨削仿真,分析了磨削深度和磨削速度两个因素对磨削力和磨削表面形貌的影响．通过对氧化锆陶瓷进行内圆磨削加工实验,并获取相应的磨削力数据与表面形貌图像,对比仿真结果,证明了理论分析的正确性．结果随着磨削深度从1μm到9μm,磨削速度从23．0m／s到74．9m／s的增大,单颗磨粒磨削力呈单调递增的趋势,工件表面质量逐渐恶化．结论提高砂轮转速,降低磨削深度,有助于减小磨削力,提高磨削表面质量;在磨削深度、磨削速度两个因素当中,磨削速度对单颗磨粒磨削力及磨削表面质量的影响更大．