磨粒有序化砂轮磨削微沟槽减阻表面的研究

为研究砂轮磨粒排布样式对磨削结构化沟槽表面的影响，使用叶序、错位和阵列3种磨粒有序化排布的砂轮磨削工件平面。首先，建立3种有序化排布的数学模型；其次，根据结构化沟槽表面减阻的特性参数，设计砂轮磨削参数，并使用MATLAB软件进行磨削运动仿真，将仿真结果与理论计算值进行比较；最后，使用磨削试验验证数学模型与仿真结果的可靠性。结果表明:3种磨粒排布有序化的砂轮均能磨削出微沟槽表面，此时相邻两行磨粒的轴向间距分别为0.04 mm（叶序排布）、0.40 mm（错位排布）和0.80 mm（阵列排布），对应的磨削深度均为0.050 0 mm；磨粒阵列和错位排布的砂轮磨削出的沟槽表面更加稳定，但沟槽的参数比未能达到0.200～1.000的要求；磨粒叶序排布的砂轮加工出的沟槽，能满足表面减阻特性的要求。      

磨粒有序排布曲面砂轮设计及磨削性能实验研究

提出一种曲面砂轮表面磨粒有序化排布的设计方法,制备磨粒有序排布和无序排布的2种曲面砂轮.通过磨削实验,从磨削力、砂轮磨损及工件加工形状误差等3个方面对比研究.结果表明:在整个磨削过程中,磨粒有序排布的曲面砂轮的磨削力总体上小于磨粒无序排布的曲面砂轮的磨削力.磨粒有序排布曲面砂轮的磨粒磨损一致性优于无序排布曲面砂轮的.整...     

用磨粒叶序排布砂轮磨削外圆生成的凹坑表面仿真

结构化凹坑表面能够有效降低零件表面的流体拖曳摩擦阻力,从而改善零件在流体中的运动性能。从生物学的叶序排布理论出发,设计了磨粒叶序排布的超硬材料砂轮,并应用该砂轮磨削外圆生成结构化的凹坑表面。利用Matlab软件对磨粒叶序排布砂轮的磨削过程进行运动学仿真,获得了磨粒叶序排布参数及磨削参数对磨削区域内结构化凹坑表面形貌的影响规律。仿真及实验结果表明:转速比影响凹坑的周向排布和凹坑尺寸,转速比越高,凹坑周向排布越密集,凹坑尺寸越小;叶序系数影响凹坑的轴向排布,叶序系数越小,凹坑轴向排布越密集;磨削深度影响凹坑尺寸,磨削深度越深,凹坑宽度和深度越大,毛刺隆起高度越高,约为磨削深度的一半。      

叶序排布砂轮磨削微结构化表面的仿真研究

结构化表面在减小零件摩擦和表面拖曳阻力、改善零件的耐磨性方面均起到了一定的作用,能够有效地改善零件的机械性能。文章从仿生学中的叶序排布理论出发,设计了磨粒叶序排布超硬材料砂轮。利用不同形状磨粒叶序排布砂轮对平面形成结构化表面进行磨削,建立了砂轮磨削的运动轨迹方程,并应用MATLAB软件对磨削过程进行运动学仿真。仿真结果表明:不同形状磨粒的砂轮均可以实现凹坑、沟槽、凸台等结构化表面,且通过恰当的选择磨削用量和砂轮磨料的排布参数,可以获得不同形态的结构化表面。     

基于DEFORM3D的伺服阀芯端面磨削毛刺形成仿真

为研究磨粒不同排布方式对磨削毛刺形成的影响，对伺服阀阀芯材料端面磨削过程进行简化，利用DEFORM3D对单颗磨粒在叶序、错位和随机3种排布形式下的磨削过程建模并进行磨削有限元仿真，分析3种不同磨粒排布方式下的侧边毛刺形成过程，比较其磨削毛刺高度。结果表明:在叶序排布下，2颗磨粒中间接触边处存在高度较为稳定的毛刺；在错位排布下，2颗磨粒的磨削轨迹基本重合，耕犁的工件表面两侧形成毛刺；在随机排布下，2颗磨粒的磨削轨迹存在重叠，2颗磨粒接触边处材料挤压隆起特征更显著，容易形成二次毛刺。使用叶序排布的砂轮更有利于加工中控制毛刺的高度。      

磨料有序化排布砂轮磨削TC4温度实验研究

为了获得磨料有序化排布砂轮磨削TC4的温度变化规律,使用电镀CBN砂轮对TC4合金进行磨削实验。砂轮分别采用叶序、错位和无序3种不同的磨料排布方式。研究了工件表面平均温度与进给速度和磨削深度的关系,并对3种磨料排布方式的电镀CBN砂轮磨削工件时温度的变化形态进行对比。结果表明:在相同磨削条件下,磨料有序化排布能有效降低TC4的磨削温度,使用叶序排布磨料砂轮能获得更低的工件表面温度。     

有序化砂轮磨削筋条表面中力对表面的效应

为了提高筋条减阻表面的加工质量,对磨粒有序化砂轮的磨削力对工件表面几何形状的影响规律进行研究。首先,根据筋条减阻表面的参数,设计能够实现筋条减阻表面加工的错位排布砂轮;其次,建立了筋条减阻表面磨削过程的简化模型,并基于有限元对工件表面形貌进行了力学仿真;最后,研究磨削速度、磨削深度、磨粒角度、排布参数等对筋条表面几何形状的影响规律,综合探讨磨削力和表面形貌之间的关系。结果表明,在磨削速度增大时,工件表面材料的隆起变形高度随着磨削力的减小而增大;在磨削深度增大时,材料的隆起变形高度随着磨削力的增大而增大;在磨粒角度增大时,材料隆起变形高度随着磨削力的增大,先增大后减小;在磨粒排布参数增大的过程中,材料隆起变形高度随着磨削力的增大而增大。     

金属结合剂金刚石或CBN磨具的螺纹牙挤压成型修整法

用硬质材料螺纹状修整工具在砂轮外圆上边旋转边挤压,修出螺纹形状。再用整形过的砂轮磨削较软的油石,达到修锐的目的。这种方法的好处是,经济,砂轮耐用,表面上的金刚石或CBN磨粒被挤压在螺纹表面上而不是被车掉。     

轴向排布鱼鳞结构化表面的外圆拓扑磨削北大核心

由于鱼鳞随行波结构化表面具有较好的降低流体阻力的效应,为了在外圆工件上磨削出沿轴向排布的鱼鳞随行波结构化表面,首先基于对随行波结构和鳞片表面的特征分析建立了外圆工件的沿轴向排布的鱼鳞随行波结构化表面模型;然后基于外圆磨削运动原理以及拓扑学理论,设计了一种用于磨削出沿轴向排布的鱼鳞随行波结构化表面的拓扑结构化砂轮,并且给出了实现这一磨削过程的运动学条件;最后,利用MATLAB软件对所设计的结构化砂轮的磨削过程进行了仿真,获得具有随行波特征的外圆轴向排布鱼鳞表面,并且通过磨削试验验证了该磨削方法的可行性。研究结果表明,使用设计的鱼鳞结构化拓扑砂轮可以在外圆工件表面磨削出具有随行波特征的鱼鳞结构化表面,不同的转速比以及磨削深度将改变被磨削鱼鳞表面的形状参数但拓扑属性保持不变。     

磁粒研磨Al 2024细长管的机理及试验研究

目的探究磁粒研磨过程中外部磁极的不同排布方式对Al 2024细长管内表面研磨质量的影响,寻求一种最佳的磁极排布方式。方法首先,在理论上分析了磁粒研磨细长管的基本原理;其次,利用ANSYS软件的磁场模块对磁极的三种排布方式进行模拟,得出不同的磁感应强度曲线,通过分析曲线的变化规律来探讨磁极排布方式对研磨效果的影响;再次,设计了试验装置,对理论和有限元仿真结果进行了验证试验,通过观测内表面粗糙度值和微观形貌,对比了试验效果。结果随着磁极夹角从90?增大到180?,磁感应强度逐渐减小,有效磁场区域逐渐减小。较小的磁感应强度使得磁性磨粒在磁场中受到的研磨压力变小,磁性磨粒易于受离心力作用甩出加工区域,参与研磨的数量变少,研磨质量降低;变小的有效磁场区域使得磁性磨粒受力区域减小,被磁化的数量减少,参与研磨的数量减少,研磨质量较差。研磨时间10 min后,从试验结果中可以看出,当磁极90?分布时,表面粗糙度值下降最大,从原来的0.66μm降至0.12μm,表面的凹坑和纹理缺陷被去除,表面形貌均匀且光泽度较好。结论磁粒研磨Al 2024细长管内表面时,调整磁极排布可以提高加工区域的磁感应强度和增大有效磁场区域面积,继而提高磁性磨粒的作用效果,促进研磨的有效进行,保证较好的研磨质量。     

超精瘤的成因及防止措施

白刚玉油石超精加工轴承沟道或滚道时,除加工参数和冷却条件的因素外,其中的铝元素与轴承钢中的铬元素均有高的氧亲合力,热膨胀系数相同,离子尺寸配合好,相互成键能力强,故易于相互粘结形成超精瘤。采用碳化硅油石或充填有硫或硫的化合物的白刚玉油石作超精磨具,防止超精瘤形成的效果最好。     

主轴外圆超光滑研磨工艺

为改善精密磨削后主轴外圆柱面的表面粗糙度和圆度，提出新型立式精密研磨方法并研制立式研磨装置。文章选取立式研磨方式下气缸压力、油石粒度、主轴转速3个关键工艺参数对轴类零件加工精度的影响进行分析。基于L₉(3⁴)正交试验设计，采用S/N响应法和ANOVA方差法对试验数据进行分析，得到优化的工艺参数组合，并用其对5根尺寸为?50 mm×160 mm的40Cr材质主轴外圆柱面进行研磨。结果表明：使用立式研磨法对工件外圆柱面加工3 h后，工件的平均材料去除率为7μm/h，平均圆度误差由4.12μm降为1.47μm，表面粗糙度由326 nm降为41 nm。     

JSTAMP/NV在外覆盖件表面质量分析中的应用

针对汽车外覆盖件在冲压成形中出现的表面质量问题,本文介绍了Jstamp/nv软件的解决方案--油石仿真模块.油石仿真模块可以在零件成形仿真计算的结果或产品三维扫描数据上,再现在板料表面使用油石打磨的过程,它可以准确地预测外覆盖件表面上凹坑等缺陷产生的位置和程度.此外,本文还以某汽车翼子板为研究对象,介绍了该模块的操作过程.     

油石作径向振动的超精加工

用油石加工金属的特征是油石的切削性能发生变化对不锈钢、青铜和黄铜进行超精加工时,油石因与工件连续接触,磨削面被磨屑堵塞,致使切削性能在加工过程中不断变化。轴承钢和工具钢因表面硬度高,油石上的磨粒不易切入,而难加工,并且当磨粒的切削刃磨损成小平面时磨削过程即停止,若在磨削区施以高频振动,便能造成油石与工件断续接触。不过,这样又会因油石磨粒磨损和接触时间缩短,而降低磨削效率。由此可见,     

钎焊金刚石砂轮高速磨削氧化铝陶瓷的磨损特征

利用真空炉中钎焊工艺制作了钎焊金刚石砂轮,并对氧化铝陶瓷进行高速磨削的磨损研究.实验中,监测了磨削过程中每道磨削的磨削力特征,观察和统计了不同磨削阶段的砂轮表面磨粒磨损状态及变化情况,同时测量了磨粒的出刃高度.结果表明:在高的砂轮线速度和高的材料磨除率下,容易造成大量的磨粒断裂和完全破碎.仅有1.23％的金刚石磨粒是经历“完整-磨平—微破碎—半破碎—断裂(全破)”的失效过程,即磨粒理想的失效路径.通过对钎焊工艺、磨粒承受的载荷以及砂轮表面磨粒浓度和排布方式等因素的分析,阐明了文中钎焊金刚石砂轮中磨粒失效的原因.     

有序排布钎焊金刚石磨盘的实验研究

将有序排布理论运用到钎焊技术,成功制备适合黑色金属、钢铁材料磨拋的新型工具—有序排布单层钎焊金刚石磨盘;将平面单颗磨粒有序排布方式与磨料群可控排布方式相结合,设计出一种新型磨盘顶端平面排布方式,并确定排布参数;对船用钢板Q345低合金高强度结构钢进行磨拋试验,对比分析新型钎焊金刚石磨盘与传统树脂砂轮片的磨削性能。结果表明:新型磨盘较树脂砂轮片噪音提高,磨屑规则(主要呈带状),磨粒以磨损失效为主,几乎无整颗磨粒脱落,磨削效率约为树脂砂轮片的1.5倍。     

普通外圆磨床定向超精磨削实践和理论探讨

本文对普通外圆磨床超精磨削从磨床结构和磨削原理出发,提出了定向磨削法。采用粗粒度砂轮经过精细修整,增大横向进给量和减小纵向进给量,从而抑制和减小了砂轮与工件磨削表面接触距离的瞬间变化,提高了磨削接触压力的稳定性,发挥了摩擦抛光作用,实现了超精磨削。并就基本原理,机床振动、砂轮修整和磨削工艺参数对磨削表面光洁度的影响以及正确选择等加以论述。普通外圆磨床定向超精磨削法,只需调整机床、砂轮精细修整和采用定向超精磨削工艺,就能稳定地达到▽12表面光洁度,并具有操作简便、容易掌握、生产效率高等特点,便于推广应用,有一定的技术经济价值。     

多磁极旋转磁场的钛合金表面磁性剪切增稠光整加工特性

目的 探究多磁极旋转磁场下钛合金(Ti-6Al-4V)表面磁性剪切增稠光整加工特性.方法 设计不同磁极排布的多磁极旋转磁场,通过仿真分析和实验测量,分析N-S-N、N-S-N-S和N-S等3种磁极排布下的磁场特性.基于研制的磁性剪切增稠光整介质,构建光整加工实验装置,探究磁极排布、主轴转速、旋转平台转速和加工间隙对工件表面粗糙度的影响规律,并通过扫描电子显微镜对加工前后的工件表面微观形貌进行对比分析.结果 在N-S-N磁极排布下,加工区域的磁场强度较大,磁力线闭合回路较多,能够形成刚性较大和数量多的磁力刷.在N-S-N磁极排布、主轴转速600 r/min、旋转平台速度160 r/min、加工间隙0.7 mm的实验条件下,光整加工效果最优,工件表面粗糙度下降趋势明显,表面粗糙度由初始的1.2μm下降至67 nm,表面光洁度提高94％.通过扫描电子显微镜观测,工件表面的划痕显著去除,仅残留磨粒切削造成的微细划痕.结论 调控多磁极旋转磁场的磁极排布可以有效控制光整加工效率,配合磁性剪切增稠光整介质和加工工艺参数优化,钛合金表面能够实现纳米级光整,表面质量显著改善.     

颗粒聚晶立方碳化硅微粉油石用于模具镜面研磨

采用普通的油石研磨模具零件的镜面,往往难能尽如人意。上海一○一厂将以山东第四砂轮厂研制的颗粒聚晶立方碳化硅微粉磨料经上海微型轴承厂用特殊配方和烧结工艺制成的油石成功地用于▽10以上的塑料模具零件镜面精细研磨加工。该厂以平面磨床加工的▽7表面为基础,相继用 W7、W5、W3三种粒度的上述油石进     

超硬磨具磨粒有序排布技术的原理及应用

磨料有序排布的超硬磨料工具是磨削工具家族的新品种,其工作表面具有按一定规律整齐排布的磨削刃,与传统磨具相比具有容屑空间大、磨削刃锋利、磨削力小和磨削温度低等优点,目前已经成功应用于高效精密磨削加工领域,并表现出良好的应用潜力。但如何实现磨粒高效率和精确的有序排布还是一个难题,因此迫切需要发展新的磨粒排布技术。文章介绍了有序排布磨料的基本理论,磨具的构造、主要制造方法以及研究发展情况,分析了排布方式对磨削性能的影响,并对其今后的发展方向进行了展望。