单颗粒磨削合金钢20CrMo磨削力仿真

根据单颗CBN磨粒的实际几何特征和磨削特点,CBN磨粒被简化成切头方锥形,分别建立了单颗CBN磨粒微切削合金钢20CrMo的力学模型和相应的有限元仿真模型,从微观角度分析了单颗CBN磨粒的切削成屑机理和磨削力。研究结果表明:磨粒的推挤使工件材料发生塑性变形,沿磨粒的前方及两侧隆起,并最终于磨粒的前方流出而形成磨屑,但是当磨粒前角比较小时很难形成连续的磨屑;研究了磨粒速度、切削深度及前角变化对法向及切向磨削力的影响规律。     

超高速点磨削几何模型参数的研究

介绍了超高速点磨削砂轮的结构并根据砂轮在外圆纵向磨削过程中与工件的干涉情况,建立了超高速点磨削几何模型.研究了砂轮磨削工件时的粗磨区和精磨区的材料去除过程及其几何接触弧长,并在对点磨削中单颗磨粒轨迹进行研究的基础上求得动态接触弧长.得出砂轮粗磨区倾角θ和偏转角α的变化对接触弧长的影响,为今后进一步研究超高速点磨削加工的机理提供了理论基础.     

快速点磨削侧边接触层模型及CBN砂轮磨损特性

根据点磨削原理和技术特征,讨论薄层CBN砂轮侧边实际接触区在材料去除过程中的作用,建立快速点磨削侧边接触区几何模型,对侧边接触区工件等效直径、几何与动态接触弧长、单颗磨粒切削深度、平均切屑断面积等接触层参数进行数学建模与解析。结合快速点磨削加工试验研究结果,分析侧边接触层参数对快速点磨削过程的影响机理及薄层CBN点磨削砂轮的磨损特征及规律。结果表明,点磨削过程中材料的去除主要是在侧边接触区内完成,薄层CBN点磨削砂轮的最大磨损速率发生在砂轮侧边最大直径处。     

TC4钛合金平面磨削力分析与验证

磨削力对磨削温度、砂轮磨损等有重要影响,是评判TC4钛合金磨削性能的关键指标。由于砂轮磨粒大小、形状差异以及分布的随机性,磨削过程难以定量表述,已有磨削力模型的推导大部分基于一定的假设,与实际存在偏差。通过磨屑变形力与磨粒横截面积的关系以及法向压力与压入深度的关系建立了单颗磨粒磨削力模型;基于磨屑的横截面积与工件体积去除率,建立单颗磨粒磨削力与单位宽度磨削力的联系,进一步推导出TC4钛合金的平面磨削单位宽度磨削力模型。结合实验数据,得到试验条件下的磨削力解析式。分析表明：法向磨削力的平均相对误差为4.9%,切向磨削力的平均相对误差为5.1%。     

负前角磨粒磨削过程磨屑形成的有限元仿真分析

磨削过程是由成千上万个磨粒的微小切刃完成的,实验观察和分析磨削过程十分困难.运用有限元法对负前角磨粒的磨削过程进行仿真,分析负前角磨粒磨削时的成屑机理,并将各仿真结果进行比较分析.结果显示,磨粒以小负前角和大负前角磨削时的成屑机理并不相同,与小负前角相比,大负前角磨削时,剪应变、最大等效塑性应变和模型应变能都较大;与前角为正和小负前角时最高温度出现在前刀面上距刀尖一定距离处不同,大负前角时最高温度出现在刀尖和工件接触处.所得结果可为砂轮修整、磨削表面质量研究提供理论依据.     

基于单颗磨粒的高速外圆磨削成屑机理研究

高速磨削是解决磨削效率和磨削质量完美统一的一种可能途径,但对于高速外圆磨削机理的研究并不多见。基于切削仿真软件,构造了单颗磨粒高速外圆磨削仿真模型,对高速外圆磨削机理进行了仿真试验研究,研究结果表明:钛合金在单颗磨粒高速磨削作用下经历了滑擦→耕犁→成屑→滑擦4种状态变化;工件在磨屑形成之前,力与温度均呈上升趋势,随着工件温度的升高,磨削力出现拐点并急剧下降,成屑过程中磨削温度达到最高值时,磨削力降至最小值。     

21NiCrMo5H齿轮钢超声磨削力建模研究

磨削力的建模研究是认识超声磨削机理的重要基础。在超声磨削单颗磨粒运动特性分析基础上,基于工件上被切削掉的磨屑体积应等于砂轮磨削去除的体积的原则,推导出超声磨削平均未变形磨屑厚度公式,得到切屑变形力模型;考虑超声振动对摩擦因数的影响,建立磨粒与工件摩擦力模型。综合切屑变形力模型、摩擦力模型,推导出超声辅助磨削下的磨削力模型,进行21NiCrMo5H齿轮钢材料渗碳淬火后超声磨削试验研究,确定磨削力模型中相关材料系数,得到超声磨削力模型。与现有文献的计算模型相比较,给出的超声磨削力模型与磨削试验测量结果具有更好的一致性,并对超声磨削机理提出了新的认识,为后续研究提供更多的参考与基础。     

基于ABAQUS的单颗磨粒磨削GH4169高温合金有限元分析

通过建立单颗磨粒磨削模型,采用ABAQUS软件对GH4169高温合金的磨削过程进行有限元仿真,探究单颗磨粒在不同参数下对GH4169高温合金工件磨削过程的影响。研究表明：磨粒从切入工件后到切出工件前,磨削力稳定波动,且与磨粒前角和磨削深度显著相关,切向磨削力随着磨粒前角增大而显著减小,随着磨削深度的增大而显著增大;最高磨削温度出现在磨粒切入工件的时刻,且与磨粒前角、磨削深度和磨削速度相关;磨粒前角对磨屑的形状影响显著,磨粒前角越大,磨屑越难排出,磨削速度对磨屑的形状影响较小,磨削深度影响磨屑的厚度和长度。     

磨削液对磨削加工热量分配比的影响

将磨粒与工件之间的相互作用力作为一均值，认为在磨削区域磨削液分布在砂粒之间的孔隙中，成为砂轮的一部分随砂轮一起转动，工件和磨粒、磨削液接触表面的温度是连续相等的，并忽略了传人磨屑的热量，在此基础上，运用Duhamel温度场理论建立了工件、磨削液和砂轮的热量分配比理论模型。在实例计算中发现，磨削弧内热量分配比不是常量，而是一个变化的值。砂轮的热量分配比是逐渐增大的，而工件和磨削液的热量分配比是逐渐减小的。对于平面干式磨削，热量大部分传人工件中，施加磨削液可以减少传人工件中的热量。本文建立的模型可以作为预防工件烧伤和研究磨削淬火机理的理论基础。     

硬质合金弧面磨削方法试验研究

通过分析单颗磨粒运动轨迹、单颗磨粒工件接触面积和弧面磨削走磨法砂轮动态有效磨刃数之间的关系,建立了弧面磨削走磨法磨粒的运动轨迹和磨削动态有效磨刃数N_d方程,并利用试验验证了弧面磨削走磨法的有效性。结果表明：在同等磨削条件下,采用弧面磨削走磨法单件产品的加工时间是成形磨削法的37.5%,弧面磨削走磨法砂轮保持性是成形磨削法的2.3倍,弧面磨削走磨法在硬质合金弧面磨削加工方面有较大优势。