超高速磨削冲击成屑模型构建与机理研究

建立了脆性材料压痕实验的理论模型，分析了脆性材料压痕实验条件下的比能，给出了单颗磨粒总比能计算公式。对脆性材料进行了超高速磨削实验，并对实验结果进行分析，得出了超高速冲击条件下，脆性材料可以产生塑性流动破坏的结论。根据实验结果，建立了超高速磨削冲击成屑模型，分析了超高速磨削条件下磨屑形成的基本原理，提出了超高速磨削条件下磨屑形成的新构想。     

金属陶瓷材料高速超高速磨削性能试验研究

通过考察工艺参数(砂轮线速度、工作台速度和磨削深度)对磨削力、表面粗糙度及工件表面微观形貌的影响及最大未变形切屑厚度与比磨削能的关系,探讨了金属陶瓷材料的高速超高速磨削性能,即提高砂轮线速度,可使磨削力、表面粗糙度值大幅减小,材料塑性去除趋势增强;提高磨削深度和工作台速度将使磨削力和表面粗糙度值变大,材料脆性断裂去除趋势增强;提高砂轮线速度,可使最大未变形切屑厚度减小,比磨削能增大;提高磨削深度和工作台速度将使最大未变形切屑厚度变大,比磨削能减小。试验结果表明高速超高速磨削技术能够降低金属陶瓷材料出现崩边和裂纹现象的几率,并实现高效精密加工。     

不锈钢超高速磨削试验研究

为避免不锈钢磨削中发生砂轮堵塞,减轻磨削烧伤的程度,提高加工效率,优化加工工艺,对不锈钢进行超高速磨削试验研究。在高速/超高速磨削条件下,研究了不同砂轮线速度、工件进给速度和进给量对不锈钢磨削的磨削力、表面粗糙度和表面形貌的影响作用,并检测了不同工况下的砂轮表面状态。研究结果表明,不锈钢在超高速磨削状态下,选择合理的工作台速度和磨削深度能有效提高加工效率,同时又能保证磨削质量。
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CBN砂轮超高速磨削条件下加工表面粗糙度的实验研究

在高速超高速磨削工艺实验基础上,分析了砂轮线速度、切削深度、最大未变形切屑厚度等工艺参数对45#钢、40Cr两种材料磨削表面粗糙度的影响,揭示了在高速超高速磨削条件下用CBN砂轮进行磨削时,表面粗糙度值随砂轮线速度的提高而减小,随切削深度及最大未变形切屑厚度增加而加大的变化规律和机理。为特定材料在高速超高速磨削条件下的加工提供了参考依据。     

磨削技术的现状和未来发展趋势

介绍了实现超高速磨削的理论依据,概述了近年来国内外磨削技术的研究现状和发展趋势,阐述了超高速磨削机理、优越性及其特点,列举了实现超高速磨削技术的若干关键技术。高速和超高速磨削是提高磨削效率、降低工件表面粗糙度和提高零件加工品质的先进加工技术。超高速磨削能够越过磨削过程的高温死谷,避免工件表面磨削烧伤,可以实现对硬脆材料的延性域磨削以及对高塑性、难磨材料也有良好的磨削表现。     

超高速磨削温度的实验研究

用人工热电偶方法对40Cr和45#钢的超高速磨削温度做了深入的实验研究.发现提高砂轮线速度,工件的磨削温度随之升高;但从某一速度开始继续提高砂轮线速度,磨削温度却呈明显下降的趋势.这就预示超高速磨削温度较低,适合磨削.同时对超高速磨削的比磨削能进行了研究,表明大切深超高速磨削是可行的,发现40Cr钢的超高速磨削性能优于45#钢.     

超高速冲击磨削天然大理石磨削机理研究

使用人造金刚石和立方氮化硼（CBN）磨料，以7．62mm子弹为载体，利用81式步枪作为加速装置，对天然大理石进行了720m／s的超高速冲击磨削实验，并对实验结果进行了分析和检测。通过对冲击区形貌的观察，发现了超高速冲击成屑现象；通过对金刚石和CBN在大理石表面所留下的细微划痕的分析，得出了脆性材料在超高速磨削条件下可以获得延性域磨削效果的结论。     

部分稳定氧化锆PSZ高效深磨磨削力试验研究

本文对部分发稳定氧化锆陶瓷（Panialy stabilized Zirconia，PSZ）在高效深磨条件下的磨削力进行了试验研究，分析了各种因素对磨削力的影响，并与其它磨削方式的PSZ陶瓷作了比较和综合分析。分析表明：PSZ陶瓷在高效深磨条件下，当比材料去除率一定时，工作台速度的变化对磨削力的影响比切深的变化对磨削力的影响大；磨削力与普通磨削相比较大，比材料去除率是普通磨削的几十倍；材料去除模式以显微塑性去除为主，磨削工件表面质量较好。     

42CrMo钢磨削淬硬加工中磨削力的研究

磨削力对磨削淬硬层的形成及其质量具有重要影响。本研究在MKL7132X6/12型数控强力成形磨床上对42CrMo钢进行磨削淬硬加工试验。试验结果表明,磨削深度、磨削速度和工件进给速度都是影响切向和法向磨削力的因素,且磨削深度的影响程度最大,工件进给速度最小。切向和法向磨削力会随着磨削深度和工件进给速度的增加、磨削速度的降低而增大。对磨削力比影响程度最大的是磨削深度,最小的是磨削速度。磨削力比会随着磨削速度、磨削深度的增加或工件进给速度的降低而增大。本研究为提高磨削淬硬加工质量提供了依据。     

钎焊金刚石砂轮高速磨削氧化铝的磨削比能研究

采用自制的钎焊金刚石砂轮对氧化铝陶瓷进行高速磨削试验研究,重点探讨不同磨削参数对磨削比能的影响。结果表明:磨削比能随砂轮线速度的增大而增大,而随磨削深度、工件速度和材料去除率的增大而减小;磨削比能与单颗磨粒最大切削厚度有直接的关系;在磨削过程中,大部分磨削能量消耗于金刚石磨粒对陶瓷工件的滑擦与塑性耕犁。     

钛合金Ti6Al4V高速磨削试验研究

为实现难加工材料钛合金的高效磨削,进一步发挥高速磨削的潜力,开展了钛合金Ti6Al4V高速磨削工艺试验研究,对磨削过程的磨削力、磨削比能以及磨削温度随单颗磨粒最大切屑厚度agmax的变化特征进行了分析。研究结果表明：不同砂轮线速度vs条件下,磨削力、磨削比能及磨削温度三者随单颗磨粒最大切屑厚度agmax变化的特征曲线略有不同,具体表现为,单颗磨粒最大切屑厚度agmax一定条件下,磨削力及磨削比能随着磨削速度的提高呈减小趋势,磨削温度则呈上升趋势,同时钎焊CBN砂轮的磨削力、磨削比能低于陶瓷结合剂及电镀CBN砂轮的磨削力、磨削比能,因此,利用钎焊CBN砂轮磨料有序排布的优势,选择合理的单颗磨粒最大切屑厚度,可在提高砂轮线速度的同时提高进给速度,从而提高磨削效率,实现钛合金的高速高效磨削。     

高速精密磨削9CrWMn冷作模具钢的磨削力和比磨削能

分析了高速精密磨削9CrWMn冷作模具钢的机理,采用DEFORM软件对高速磨削模具钢9CrWMn过程进行了磨削力仿真。使用高精密高速平面磨床对模具钢9CrWMn进行了高速精密磨削试验,并在线测量了多种工况下的磨削力。结果表明:在其他两组工艺参数不变时,随着工件进给速度增加,磨削力特别是法向磨削力会增大近45%;法向磨削力和切向磨削力随着砂轮的线速度上升而下降,法向磨削力下降近33%;磨削深度对磨削力影响较大,大的磨削深度对法向磨削力的影响尤其显著,可使法向磨削力增大近100%。分析了磨削工艺参数对比磨削能的影响规律,结果显示:随着磨削深度和工件进给速度的增大,比磨削能呈比较明显的下降趋势,符合磨削加工中的尺寸效应;随着砂轮线速度的增大,比磨削能呈上升趋势。最后,对高速磨削前后工件表面的微观形貌进行了对比分析,磨削力试验结果和仿真理论分析相一致。     

高速磨削难加工材料的研究进展

高速磨削是实现对难加工材料的高效、优质加工的一种先进加工技术.本文总结了难加工材料高速磨削的相关研究,从磨削力、磨削温度、磨削比能、表面形貌等磨削特性进行探讨.     

ELID磨削工艺参数对磨削力的影响

小口径非球面玻璃透镜因具有极高的成像质量和成像分辨率而被广泛应用于中高档镜头中。在线电解修整(Electrolytic In-Process Dressing,ELID)磨削作为高效的镜面磨削方法被广泛应用于硬、脆等加工材料的镜面磨削。在精密平面磨床上安装喷嘴电解ELID磨削系统对硬质合金材料进行了喷嘴电解方式ELID磨削试验研究。实验分析了磨削力随着砂轮转速、工作台进给速度、磨削深度三个磨削工艺参数变化的规律。同时,相同的磨削参数下,比较喷嘴电解方式ELID磨削和普通磨削的磨削力研究。试验结果表明,喷嘴电解方式ELID磨削能明显降低磨削力,与普通磨削相比较,能更好的实现硬质合金材料的超精密磨削加工。     

高速磨削热力强场作用下相关机理研究

在高速磨削中,磨粒高速冲击表层材料,在热力强场作用下表层材料产生的动态行为激变是高速磨削的一个重要特征。本文通过对高速磨削力场、温度场和绝热剪切、准流动相冲击成屑、材料本构关系、微裂纹扩展等高速磨削材料变化行为机理进行深入探讨,得出以下结论:在高速磨削过程中,材料的动态变化行为不同于普通磨削,需要基于对高速磨削热力强场作用的研究,揭示材料动态行为变化机制;需要对高速磨削过程中磨粒、磨屑和材料表层的热量分配比和温度场变化进行深入研究,以解释磨削温度在砂轮线速度超过某一临界值后开始下降的原因;需要深入研究高速磨削热力强场作用下塑性材料的微裂纹扩展机制,揭示塑性材料的塑脆转变行为。     

磨削加工中的尺寸效应机理研究

从比切削能和比摩擦能的大小变化与磨削参数的关系出发,研究了磨削加工中的尺寸效应问题,结果认为：比切削能的尺寸效应是金属剪切流动应力的尺寸效应和磨粒顶端钝圆影响的综合作用结果;当磨削深度或工件进给速度减小时,平均未变形切屑厚度减小,金属材料的剪应变效应和剪应变率效应增强,而热软化效应减弱,从而金属材料的剪切流动应力增大;当未变形切屑厚度减小时,磨粒顶端钝圆的影响增大;比摩擦能的尺寸效应是由于工件和砂轮的实际接触面积与磨削深度之间存在非线性关系及工件和砂轮间的摩擦因数的速度效应造成的;当工件进给速度减小时,工件与砂轮磨损平面间的摩擦因数增大。     

工业陶瓷平面磨削的试验研究

介绍了用金刚石砂轮对三种工业陶瓷进行平面磨削的磨削力试验结果，分析了工件速度、磨削深度等因素对磨削力、磨削力比、比磨削能的影响；并对不同陶瓷材料的磨削力特征进行了对比分析。     

磨削加工技术的发展及现状

介绍了磨削加工技术的起源及其在国内外的发展现状,提出了目前高速和超高速磨削是提高磨削效率、提高工件表面粗糙度和零件加工品质的先进加工技术;分析了磨削加工技术的机理、优越性和影响因素;阐述了磨削加工技术的发展前景.     

骨组织磨削力计算模型及实验研究

触觉交互系统是神经外科手术模拟器的重要组成部分,该系统的关键在于建立较真实的骨磨削过程的力反馈模型。针对医用球状磨具的骨磨削过程,建立了一种三维磨削力计算模型,该模型基于比磨削能Ues和材料去除速率计算了磨具表面的磨削力分布。采用牛大腿皮质骨开展骨磨削实验研究,分析了主轴倾角和进给方向对磨削力的影响。研究结果表明：模型计算结果与实验结果的磨削力大小和变化趋势的吻合度较高,采用可变Ues时磨削力计算值的平均相对误差小于23%。主轴倾角和进给方向对磨削力有较大的影响,主轴倾角可改变磨削弧区磨粒的平均线速度,且磨削力的变化与磨削弧区磨粒的平均线速度有一定的关系。