摆线齿轮成形磨削温度场分布研究

高精度RV减速器摆线齿轮齿面精加工过程中齿槽将砂轮包容,大部分磨削能转化为热能,引起磨削区温度急剧升高。过高的磨削温度将造成齿面表层出现二次回火烧伤、白层等热损伤。为防止热损伤的出现,在湿磨工况下采用不同磨齿工艺参数对齿面温度场分布情况进行数值模拟。采用理论分析计算出磨削过程中热量分配比及对流散热系数,运用有限单元法和计算机仿真软件对湿磨工况下齿面温度场分布情况进行仿真。研究结果表明:磨削深度a_p对齿面温度场分布情况有较大影响;冷却液的对流换热作用能够及时有效的降低齿面温度,摆线轮齿面的精加工环境应当在湿磨工况下;其他磨削工艺参数不变时,随着磨削深度a_p的增加,磨削液的冷却作用使齿面温升梯度较缓。仿真实验结果对预测湿磨工况下摆线轮齿面温度场分布情况及合理选用湿磨磨齿工艺参数有重要的应用价值。     

基于力热耦合作用的磨齿残余应力研究

根据磨齿残余应力的产生机理,运用热弹塑性理论,得出了影响螺旋锥齿轮磨齿残余应力的磨齿基本参数、磨削力和磨齿热等特征参量的数学模型。在单齿3D有限元模型基础上,磨削力的处理采用小步距移动法,力热耦合运用间接法,对螺旋锥齿轮进行了磨齿残余应力的有限元模拟与分析。结果表明：磨削后的螺旋锥齿轮齿面呈现残余压应力,里层为残余拉应力,其大小随磨削条件和磨削用量等因素的不同,呈现一定的变化规律;磨齿残余应力随磨削深度和砂轮速度的增大而增大,而随展成速度的增大而减小;湿磨比干磨可明显减小磨齿残余应力。最后,试验验证了力热耦合有限元分析螺旋锥齿轮磨齿残余应力的有效性,并与直齿圆柱齿轮的磨齿残余应力进行了试验对比分析。研究结果为螺旋锥齿轮磨齿质量的控制提供了依据。     

工程陶瓷高效深磨温度场的有限元仿真

运用有限元法对工程陶瓷氧化铝及部分稳定氧化锆进行了高效深磨磨削温度场的仿真研究。基于磨削温度的实验和传热学理论,得出了工程陶瓷工件的磨削热分配比;得出了干磨及湿磨两种状态下工程陶瓷磨削温度场的分布。分析了磨削温度梯度对工程陶瓷热裂纹的影响。表明随着砂轮线速度增加,磨削温度场温度梯度增大;随着磨削深度增大,不同材料的磨削温度梯度变化不同。磨削温度梯度与磨削热裂纹的产生有一定的对应关系．     

成形法磨削齿轮的磨削温度模型构建与分析

为了探究成形法磨削齿轮的磨削温度生成机制与变化规律,构建了单位接触宽度齿面磨削力与成形法磨齿温度的理论模型,揭示了它们与砂轮特性、齿轮规格、磨削用量与材料特性的内在关系。成形磨齿温度随着砂轮磨刃密度、磨削速度、径向进给量的增大而增大,却随着砂轮直径、齿轮压力角增大而减小。齿轮的模数对齿廓磨削温度的影响较弱,而齿数对齿顶与齿根两处磨削温度的影响态势却截然相反。成形法磨削齿轮的砂轮特性系数τ越大,则磨削性能越差,并在一定程度上决定了轴向进给速度对磨削温度的影响规律。此外,通过正交试验回归模型分析法证实了成形法磨齿温度理论模型具有较好的实际适用性,且微晶刚玉砂轮的磨削性能优于白刚玉砂轮。     

磨削硬化残余应力分析与预测

对残余应力产生原因进行分析,并基于建立的磨削温度三维分析模型和有限元分析,实现残余应力分布的建模和预测。通过干磨和湿磨实验进行了验证。     

基于温度场的磨齿热特性研究

根据七轴五联动螺旋锥齿轮磨齿机的结构模型和数控磨削原理,采用热传导和矩形移动热源理论及有限元分析方法,建立了磨齿温度场有限元分析3D模型和磨齿瞬态温度场。由此,对热和结构两个物理场进行耦合,仿真分析了磨齿瞬态热特性。实例分析表明,磨齿瞬态最高温度远高于磨齿稳态温度,且位于磨削弧中心;其它各点的瞬态温度,随位置、时间以及其它影响因素的不同,呈现不同的变化规律。磨齿瞬态热应力、热变形与磨齿瞬态温度密切相关,同时还受结构、材料特性和磨削条件等因素影响,磨齿瞬态最大热应力与热变形位于磨齿瞬态最高温度附近。在其它条件相同时,采用油基磨削液的瞬态最高温度、热应力与热变形均比采用水基磨削液时要大。这些研究为控制螺旋锥齿轮磨削质量以及磨齿热变形的修形提供了依据。     

球墨铸铁纳米粒子射流微量润滑磨削性能的实验研究

主要对纳米粒子射流微量润滑磨削性能进行实验评价.采用K-P36数控平面磨床,选取干磨削、浇注式磨削、微量润滑磨削和纳米粒子射流微量润滑磨削4种工况条件,分别从磨削力、磨削G比率、磨削温度和表面粗糙度方面进行磨削性能评价,结果表明:纳米粒子射流微量润滑磨削改善了换热能力,与干磨削相比降低了将近150℃,干磨削得到的工件表面粗糙度Ra值为1.2μm,纳米粒子射流微量润滑磨削Ra值为0.58 μm,工件表面质量显著提高;在纳米粒子的润滑作用下,得到的磨削力较稳定,且比干磨削和微量润滑磨削得到的磨削力减小15％以上;纳米粒子射流微量润滑磨削G比率在4种工况中最高,值为33,干磨削仅为12,比其他工况增大约一倍,砂轮的磨损明显减小,延长砂轮使用寿命.     

螺旋锥齿轮磨齿温度场研究与应用分析

根据螺旋锥齿轮的数控磨削原理,采用热传导和矩形移动热源理论及有限元分析方法,建立了磨齿温度场有限元分析3D模型和磨齿瞬态温度场。对热和结构两个物理场进行耦合,仿真分析了磨齿瞬态热应力和热变形。实例和试验分析表明:磨齿瞬态最高温度远高于磨齿稳态温度,且位于磨削弧中心;其他各点的瞬态温度,随位置、时间以及其他影响因素的不同,呈现不同的变化规律。磨齿瞬态热应力、热变形与磨齿瞬态温度密切相关,同时还受结构、材料特性和磨削条件等因素的影响,磨齿瞬态最大热应力与热变形位于磨齿瞬态最高温度附近。在其他条件相同时,采用油基磨削液的瞬态最高温度、热应力与热变形均比采用水基磨削液时要大。     

带凸缘的留磨滚刀

本文介绍了一种带凸缘的留磨滚刀。采用此种滚刀,能消除用MAAG 0°磨削法磨齿在在齿根过渡曲线处产生的凸肩。通过对0°磨削法时齿根凸肩形成的原因及如何消除凸肩的分析,给出了这种凸缘留磨滚刀齿顶曲线的设计计算方法。     

一种干磨新方法的试验

磨削加工时需要非常高的能量输入,导致磨削区温度升高,因此干磨变得非常困难。本文介绍了一种新的干磨方法以减少热能,即在特殊条件下使用金刚石修整盘修整CBN砂轮。与同等材料磨除率下的标准磨削过程比较,新方法的磨削力大幅下降,没有过烧和工件表面损伤现象发生。     

齿轮磨削中磨削力数学模型的研究

基于锥面砂轮磨齿展成运动的几何模型,计算出砂轮在任意冲程中所磨除金属材料的几何形状尺寸,在平面磨削磨削力计算公式的基础上对该被磨除金属材料沿磨削宽度方向进行积分,得到了齿轮磨削加工过程中磨削力的计算公式,应用该公式进行了仿真计算,得到了两种提高齿轮磨削加工质量的方法。     

小模数硬齿面齿轮磨削烧伤分析与预防

针对中淬透性合金渗碳钢小模数硬齿面齿轮,通过磨削试验的方法,对磨齿工艺、参数与磨齿烧伤的关系进行了研究,分析了齿轮成型磨原理和影响烧伤的因素以及磨齿烧伤的检测方法,总结出在严格控制热处理后磨削余量的前提下,使用大气孔陶瓷氧化铝砂轮,采用小切深高速快冲程的方法磨削,有效修整砂轮、改进冷却方式,可减少和避免此类材料的磨齿烧伤,得到的数据可为工程中合金渗碳钢磨削工艺的选择提供参考和依据。     

成形磨齿工艺参数对磨削温度影响规律的研究

基于矩形移动热源理论分析了成形磨齿工艺参数对磨削温度的影响。根据有限元离散化原理,建立了干式磨削瞬态温度场数学模型。根据热量分配关系,导出了磨削区热流密度的理论计算公式。在磨削区施加由不同磨削工艺参数计算得到的热流密度,进行了瞬态温度场的三维有限元仿真,从而得出了不同工况下齿面温度场的变化规律。     

纳米流体微量润滑磨削硬质合金温度场模型与实验验证

温度过高是目前磨削加工硬质合金的技术瓶颈。相比传统的干磨削工况,纳米流体微量润滑(NMQL)的冷却润滑方式是解决磨削热损伤的有效措施。为了验证纳米流体微量润滑工况下磨削硬质合金的可行性,建立了硬质合金的传热模型,并在此基础上对硬质合金的磨削温度场进行了数值仿真研究。对硬质合金(YG8)进行了不同工况下的表面磨削试验。结果表明,以干磨削工况下的磨削温度(227.2℃),微量润滑(MQL)工况和纳米流体微量润滑工况下磨削区温度分别降低了20.42%和39.48%。数值仿真温度与实验测量温度的误差为6.3%。从宏观参数(比磨削力、磨削温度)和微观参数(砂轮表面形貌)出发,研究了不同工况对砂轮磨损的影响。实验结果,进一步证明纳米流体微量润滑适用于硬质合金的磨削加工。     

磨齿温度场的有限元分析

以Y7125磨齿机磨削淬硬齿轮为研究对象，借助有限元分析软件ANSYS平台，对磨齿过程温度场进行了仿真，得出不同磨削深度下的磨削温度分布曲线，并与解析解进行了比较，从理论上证明了仿真结果的可靠性，为研究磨齿温度场提供了一种新的方法。     

锥面砂轮磨齿机磨齿时各磨削点速度研究

磨削速度是磨齿过程中影响磨削力、磨削温度、磨削质量、砂轮磨损等诸多因素的一个重要因素,本文对锥面砂轮磨齿机的磨齿工作情况、几何结构进行分析,导出磨齿过程中某一磨削点磨削速度的计算公式,得到磨削速度的变化规律,这对于分析磨齿时那些与磨削速度有关的问题是非常有用的。     

“K”磨齿法简介

瑞士马格(Maag)公司在齿轮零度磨削原理基础上发展了一种新的磨齿方法──“K”磨齿法。其磨削精密齿轮的时间要比零度磨齿法缩短30～60%。 “K”磨削法的特点如图所示: “K”磨齿法的展成短,齿顶不超程,砂轮总是与齿侧相接触。这样就能保证磨削条件一致,因此齿形精 度较高。另外,由于两个砂轮同时而且 连续磨削两个齿侧,因此省掉了齿顶超程 所占的非生产时间。由于展成冲程短, 便提高展成滑座的冲程数,即提高了磨 削进给速度。为了没有齿顶超程,砂轮 应调整得比零度磨削位置稍高或稍低, 并且倾斜约1°～10°(见图)。这样,磨削 压力角(零…     

砂轮弹性变形的研究

砂轮弹性变形影响磨削接触区长度,进而影响磨削刀、磨削温度、磨削质量、砂轮磨损等。本文对锥面砂轮磨齿机磨齿时,砂轮的接触弹性变形、弯曲弹性变形进行了分析研究,导出磨齿过程中砂轮弹性变形的计算公式。这对于提高磨齿质量,加深对磨齿的认识是非常有用的。     

合金钢40CrNiMoA高速外圆磨削比能预测研究

采用正交试验法研究干磨和湿磨方式下砂轮线速度、工件转速、磨削深度对合金钢40CrNiMoA高速外圆磨削比能的影响,并建立基于BP神经网络的磨削比能预测模型,最后对预测结果进行验证。结果表明:合金钢40CrNiMoA高速外圆磨削比能随砂轮线速度增大呈现先增加后减小的趋势,随工件转速、磨削深度的增大而减小,工件转速对磨削比能的影响程度最大;湿磨方式的磨削比能比干磨方式的小。在试验工艺参数范围内,当砂轮线速度为60 m/s、工件转速为125 r/min、磨削深度为40μm时,磨削比能最小;预测模型的预测值与试验结果的绝对误差小于10%,表明BP神经网络预测模型是有效的。     

高速干磨橡胶轴承

我厂黄国强同志在万能磨床上,以每分钟两万转的高速干磨法磨削橡胶轴承,取得了从水磨每班三件到干磨每班三十五件优质高效的显著效果。它的特点是:(1)干胶屑呈粉状而不形成湿团,故容易排出;(2)干胶屑不象湿胶屑那样粘结砂轮表面,大大提高了磨削速度和磨削量;(3)高转速形成较大旋风自行冷却,不致产生高温引起的橡胶燃烧;(4)耗砂轮少,用水磨法磨十六件耗砂轮一个,而用干磨法磨四十五件,才用一个砂轮。