砂带磨削中磨粒切削刃磨损与其磨削能力的关系

用显微镜观测法研究了砂带上磨粒切削刃的磨损特性,由于磨粒切削刃顶部的磨钝磨损其高度是逐渐减低的。因此除新砂带开始使用的很短时间外,磨削是由很多顶部磨损成小平面的磨粒完成的。对这些小平面给砂带磨削性能的影响做了理论和实验研究,提出了阐明砂带磨削性能随磨削时间改变的金属切除模型。磨粒切削刃的形状和分布对砂带的磨削性能有很大的影响。     

螺旋沟槽砂轮磨削理论模型及复映效应机理北大核心

为分析磨削工艺参数对复映效应的影响规律,对大螺旋角沟槽结构化砂轮磨削过程和工件表面形貌进行理论探究。建立了大螺旋角沟槽砂轮宏观数学模型和微观磨粒随机分布模型,推导并计算了砂轮片状切削刃的切削过程;基于磨削表面宏观轮廓创成机理模型,计算螺旋沟槽控制参数及工艺参数与复映效应系数的数值映射关系;观察对比理论磨后工件的表面形貌与螺旋沟槽砂轮实际磨后工件表面形貌。并进一步探究“复映效应”现象,为实现“复映效应”现象精确控制提供了有效意义。     

GCr15轴套纵扭超声磨削表面形貌预测及试验研究

目的 构建纵扭超声磨削(LTUG)表面形貌预测模型,分析工艺条件和参数对表面粗糙度Ra值的影响,揭示GCr15轴套LTUG内圆表面形成机理。方法 基于弹性变形对LTUG单颗磨粒运动轨迹的影响,根据切削厚度概率密度函数和相邻磨粒轨迹重叠效应,建立了多磨粒超声振动作用下的最大未变形切削厚度模型,利用表面残余材料高度公式建立了GCr15轴套内圆磨削形貌预测模型,以LTUG和普通磨削(OG)方式对GCr15轴套内圆进行试验,采用正交试验验证表面形貌模型的准确性,观察并分析LTUG和OG作用后的GCr15轴套内圆表面形貌,最后利用所建立的表面形貌模型,研究磨削参数和超声振幅对表面Ra值的影响。结果 结果表明,基于所建立的表面形貌模型计算而得的表面Ra值与试验结果间的误差在13.2%以内,与OG相比,LTUG作用下的表面沟槽磨痕更均匀;LTUG作用下的表面轮廓呈现规律的周期性波动,且随振幅的增大,表面轮廓顶峰之间的间距逐渐增大;LTUG作用下的表面Ra值均低于OG,表面Ra值的降低幅度最大达到20%,随振动幅值的增大,表面Ra值逐渐减小,当振幅增大到一定程度时,表面Ra值呈现增大趋势。结论 建立的LTUG形貌预测模型具有良好的准确性,在合适的工艺参数下,LTUG可明显降低表面Ra值,与OG相比,在相同时间内,LTUG作用下的磨粒运动轨迹长度更长,且LTUG区域的弹性变形对磨粒运动轨迹和最大未变形切削厚度均有不同程度的影响。     

砂带磨削TC4磨削力数字建模及其预测

目的探索TC4砂带磨削的机理,优化表面加工质量。方法基于磨粒有序分布和等高性一致的假设,构建出单位面积磨粒的砂带几何模型,并建立了相应磨削的数值仿真模型,开展了模拟与实测接触轮在磨削过程中的弹性变形分析,建立了与印痕密切相关的砂带磨削力的预测模型,根据TC4的Johnson-Cook本构模型以及Johnson-Cook Sheiar Damage失效准则,模拟磨削区的热力特性。结果切向磨削力随着磨削深度的增加而增加,随砂带线速度的增加而逐渐减小,且切向磨削力随深度的变化趋势大于随砂带线速度的变化趋势。磨削温度随磨削深度和砂带线速度的增加而增加,且磨削温度随砂带线速度的变化趋势大于随深度的变化趋势。预测磨削力与实际实验值的误差在9%以内,通过对实验数据分析得到实验条件下的最优加工参数:砂带线速度5 m/s,进给速度1 m/min,磨削深度5?m。对陶瓷砂带磨削TC4进行了验证实验,预测值与实验值具有一致性。结论该方法建立的砂带磨削仿真模型和预测模型,可以较准确地预测砂带磨削TC4时的磨削力和磨削温度,为提高砂带磨削航发叶片表面质量的加工参数选择提供参考和指导。     

石料板材端磨加工的计算机模拟分析

本文包括磨削表面磨粒切削模型,切削机率的计算机模型,磨粒切削单位面积概率分析,以及磨具结构参数和运动参数对磨削效果的影响举例等内容。根据建立的上述模型,通过输入某些具体工艺参数,进行计算机模拟分析,可以获得磨削表面单位面积上磨粒切削频数P及其变异系数Cv,以及用线图方式表示各工艺参数之间及其对磨削效果的情况,为具体生产条件选择合理的实用工艺参数提供了依据。     

砂轮修整

砂轮表面几何形状和表面粗糙度是决定砂轮磨削性能的重要因素。在磨削过程中,由于磨削力和磨削温度等的作用,砂轮工作表面上的磨粒会逐渐地磨钝;同时,由于磨粒不均匀磨损和脱落,使砂轮工作表面失去正确的几何形状;磨削过程中产生的细小切屑还会粘附到工作磨粒的切削刃上或堵塞到砂轮工作表面的空隙中。所有这些     

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工微观形貌及耐腐蚀特性研究

本文主要对磨粒喷射精密光整加工表面进行几何特性评价及耐腐蚀特性研究,通过对表面微观轮廓高度参数、横向间距特性参数以及微观形状特性参数研究表明,磨粒喷射加工表面微观高度特性参数Ra值、Rq可降低50%以上,同时,Rz、Ry、Rt、Rp和Rm也都大幅度下降,喷射加工表面轮廓高度特性参数值比磨削加工明显改善;喷射加工表面轮廓微观不平度的平均间距Sm和轮廓的单峰平均间距S都不同程度降低.轮廓微观不平度间距明显减小,轮廓对于中线的交叉密度增加.利用SHR20步入式恒定湿热淋雨结合试验箱,实验研究了表面形貌对抗腐蚀性能的影响,结果表明,和磨削加工相比,磨粒喷射加工表面耐腐蚀性能明显提高,在相同的腐蚀条件下,喷射光整加工表面腐蚀量最轻,磨削烧伤表面腐蚀量最大.     

基于SPH法的钢轨打磨单颗磨粒磨削仿真

为研究钢轨打磨过程中材料的去除机理,采用光滑粒子流体动力学（SPH）的方法,仿真模拟钢轨打磨过程中单颗磨粒的切削过程,分析单颗磨粒几何形状、切削深度、负前角对打磨磨削过程中切削力、切削力比的变化规律及工件材料应力、变形情况的影响。结果表明:由于单颗磨粒的推挤作用,工件材料流动后形成毛刺和磨屑,而棱锥形磨粒可以获得较好的磨削加工表面;切削力随磨粒切削深度的增加而增大;磨粒负前角增大时,切削力和切削力比都随之增大,且负前角越大磨屑呈越明显的锯齿状。      

预应力条件下系统颤振对磨削工件表面形貌的影响研究

目的基于应力刚化效应,通过施加预应力来调节颤振强度,进而研究预应力条件下系统颤振对磨削工件表面形貌的影响规律。方法选用45钢作为研究对象,首先建立两自由度磨削系统动力学模型,采用时域与频域相结合的方式来获得磨削系统的动力学特性。然后运用Johnson变换获得砂轮表面磨粒的非高斯分布,基于磨粒的运动轨迹和磨削系统的动态特性,建立多因素耦合型工件表面形貌的数学模型,进而获得考虑颤振因素的工件表面几何形貌。结果预应力条件下,磨削工件表面轮廓高度在1.1～1.7μm范围内波动,工件表面的平均轮廓高度沿着砂轮的进给方向呈增大趋势。考虑颤振因素的轮廓高度计算结果更接近测得的工件表面平均轮廓高度,随着砂轮转速的增大和进给速度的减小,工件表面的平均轮廓度降低。结论通过对比实验与仿真条件下工件表面轮廓的高度值,发现预应力条件下系统颤振导致工件表面轮廓高度分布呈现一定的不均匀性,工件表面平均轮廓高度沿着砂轮进给方向逐渐增加。同时,颤振很大程度上降低了加工工件表面微观几何精度。在实际生产中,可采用提高砂轮转速与降低砂轮进给速度的方式来减小颤振对预应力磨削工件微观表面轮廓高度的影响。     

新型砂带窜动装置的研制与试验研究

一、引言砂带磨削中,平面磨削占有较大的比例。平面磨削,尤其是磨削不连续表面,为使砂带磨损均匀,以提高其平面度和加工质量,充分利用砂带的有效面积,提高砂带使用寿命,就必须使环形砂带相对零件加工表面实现轴向窜动。砂带轴向窜动还可使磨粒不仅切向切削,而且轴向也起到了切削作用。另外,由于每根砂带的两边周长不同,或不一定平行,因此砂带运转时,受力情况不一样,往往使砂带跑偏,造成砂带无法正常磨削,甚至跑偏掉带,造     

砂带磨削硬脆材料实验研究

砂带磨削在硬脆材料加工中具有优良的性能。本文比较了砂带磨削常用的两种方式，并研究了恒压力压磨板砂带磨削中各影响因素，如法向压力、磨料种类及粒度等对花岗岩、辉绿岩、大理岩和瓷质砖这四种常用硬脆材料磨削效果的影响。试验结果表明：采用恒压力磨削方式、较大法向压力或速度、选择较粗粒度砂带可明显提高材料切除率；对于硬度较低的大理岩，采用砂带磨削可获得高切除率。     

金刚石砂带超精密研磨细长脆硬材料的工艺参数研究

基于线性磁带开放协议的第三代磁头的关键部件之一是一种由复合脆硬材料组成的具有特殊外形轮廓的微小细长杆件,由于其长径比大,弯曲变形要求严,使得加工较为困难。本文用固着磨料研磨方法进行外形轮廓研磨,通过测量工件的直线度误差、材料去除率和表面粗糙度,研究研磨压力、速度、磨料粒度以及夹紧力等工艺参数对研磨质量和效率的影响。结果表明,当研磨压力为4.59kPa、速度80次/min、夹紧力9.8N、用粒径1μm的金刚石砂带时效果最优,同时表明工件变形随研磨压力及夹紧力的增大而增大。     

非导电硬脆材料线切割锯床的研制

线锯切割加工具有切片薄、锯口损失小及高效率等优点，被广泛用于非导电硬脆材料的切割加工，如单晶硅的切片加工。实际上，线锯切割是一个柔性系统。切削过程中切片应力小，表面损伤层浅，减小了应力集中现象，减小了后续工序的碎片可能性。文中设计了一种回转式线切割锯床，该锯床使用环形锯丝作为切割工具，环形锯丝单方向连续运动，消除切割速度变化对加工表面粗糙度及表面损伤层的影响。锯丝有多级速度，适应不同的切割加工条件。使用专用夹具定位装夹工件。工作台驱动进给方式有两种：一种是恒力驱动，另一种是伺服电机驱动，两者可分别使用。实验证明：该锯床精度高、刚性强、操作方便、安全可靠，适合于硬脆材料的切片加工。     

大尺寸硅片自旋转磨削的试验研究

利用基于自旋转磨削原理的硅片超精密磨床,通过试验研究了砂轮粒度、砂轮转速、工件转速及砂轮进给速度等主要因素对材料去除率、砂轮主轴电机电流以及磨削后硅片表面粗糙度的影响关系。研究结果表明,增大砂轮轴向进给速度和减小工件转速,采用粗粒度砂轮有利于提高磨削硅片的材料去除率,砂轮轴向进给速度对材料去除率的影响最为显著;适当增大砂轮转速,减小砂轮轴向进给速度,采用细粒度砂轮可以减小磨削表面粗糙度;在其它条件一定的情况下,砂轮速度超过一定值会导致材料去除率减小,主轴电机电流急剧增大,表面粗糙度变差;采用比#2000粒度更细的砂轮磨削时,材料去除率减小,硅片表面粗糙度没有明显改善。     

切削速度对切屑形态和加工表面微观形貌的影响

为了研究钛合金车削过程中切削速度和切屑形态特征对已加工表面微观形貌的影响。采用硬质合金涂层刀具车削钛合金TC4,研究了切削速度对切屑形态特征、已加工表面粗糙度和轮廓最大高度的影响规律,分析了切屑底部毛边形貌、已加工表面形貌与表面粗糙度三者之间的关系。结果表明:在切削速度40~120m/min时,切屑底边出现锯齿形毛边,且随切削速度增大锯齿越明显。切屑底部锯齿毛边的形成是造成已加工表面波峰损伤形成的主要原因。影响已加工表面粗糙度的微观形貌特征包括硬质颗粒、粘结现象和波峰损伤。因此,为了获得高质量的加工表面,加工参数选择时必须规避硬质颗粒和严重的粘结现象,并控制切屑底部毛边形态特征。     

Surface characterization of 6H-SiC (0001) substrates in indentation and abrasive machining

Surface characterization of 6H-SiC (0001) substrates in indentation and abrasive machining was carried out to investigate microfracture, residual damage, and surface roughness associated with material removal and surface generation. Brittle versus plastic deformation was studied using Vickers indention and nano-indentation. To characterize the abrasive machining response, the 6H-SiC (0001) substrates were ground using diamond wheels with grit sizes of 25, 15 and 7 μm, and then polished with diamond suspensions of 3 and 0.05 μm. It is found that in indentation, there was a scale effect for brittle versus plastic deformation in 6H-SiC substrates. Also, in grinding, the scales of fracture and surface roughness of the substrates decreased with a decrease in diamond grit size. However, in polishing, a reduction in grit size of diamond suspensions gave no significant improvement in surface roughness. Furthermore, the results showed that fracture-free 6H-SiC (0001) surfaces were generated in polishing with the existence of the residual crystal defects, which were associated with the origin of defects in single crystal growth.     

C/SiC复合材料磨削的表面/亚表面损伤

采用树脂结合剂金刚石砂轮对二维正交编织结构C/SiC复合材料进行了平面磨削加工实验。通过对磨削加工表面形貌、磨削表面中碳纤维区域的粗糙度、磨削亚表面形貌的分析与测量,对C/SiC复合材料磨削表面/亚表面损伤进行了研究。结果表明:磨削表面中碳纤维损伤形式以阶梯状脆性断裂为主。对于编织方向平行于进给速度方向的纤维区域,脆性断裂尺寸、表面粗糙度受工艺参数影响较小;而对于编织方向垂直于进给速度方向的纤维区域,脆性断裂尺寸、表面粗糙度随进给速度增大无明显变化,但随磨削深度增大而明显增大。碳纤维区域亚表面损伤形式主要为阶梯状脆性断裂,而SiC区域亚表面损伤形式主要为脆性断裂及微裂纹,且损伤程度在实验参数范围内无明显差异。     

聚晶金刚石刀具研磨质量及去除机理研究

针对聚晶金刚石（PCD）刀具的研磨质量问题,选择刃口钝圆半径、刃口缺陷度、后刀面粗糙度作为评价指标进行工艺参数的优化试验,并分析PCD的研磨去除机理。结果表明:工作台调定压力对刃口钝圆半径影响最显著;金刚石砂轮对刃口缺陷度影响最显著;砂轮转速对后刀面粗糙度影响最显著。选择4/5陶瓷基金刚石砂轮、1 000 r/min砂轮转速、170 N工作台调定压力可以获得研磨质量较高的PCD刀具。试验条件下,PCD的主要去除方式为划擦作用与微细破碎。1 000 r/min砂轮转速、170 N工作台调定压力下的微细破碎在保证较小刃口钝圆半径与刃口缺陷度的同时,可以获得相对平整的PCD表面。      

磁力研磨法光整内凹槽底面的工艺参数优化

为提高磁力研磨法光整异形波导管内凹槽底面的研磨效率和研磨效果,解决其难光整问题,采用正交试验法研究钢珠直径、加工间隙、磁极盘转速3个主要工艺参数对表面粗糙度降低率ΔRa的影响,并采用极差分析和方差分析法对工艺参数进行分析和优化。试验确定的最佳工艺参数组合是钢珠直径为1.0 mm,加工间隙为1 mm,磁极盘转速为800 r/min。采用最佳工艺参数对试样进行研磨抛光,加工30 min后试样表面的大量突起被去除,表面粗糙度值Ra从初始的11.059μm降至1.513μm,粗糙度降低率ΔRa达到最大值86.3%,试样的表面质量得到有效改善。     

金刚石砂轮的ECD修锐和整形研磨及其对硬脆材料的加工

为研究金属结合剂金刚石砂轮切削刃修锐整形对硬脆材料加工表面形态的影响,先通过接触放电法对SD600金属结合剂砂轮切削刃进行修锐,再用整形研磨方法对砂轮表面金刚石磨粒的不同切削刃高度进行整形研磨,最后用修整好的砂轮磨削加工用于光学设备的硼硅玻璃、石英玻璃、石英晶体和蓝宝石等几种硬脆材料.结果表明:硬脆材料粗糙度的改善程度...