绕丝结构砂轮磨削沟槽结构化表面

为磨削出微沟槽结构化表面,设计一种将金刚石丝锯紧密缠绕在基体上的新型砂轮,提出相应的结构砂轮平面磨削沟槽结构的方法.首先,建立砂轮几何模型与数学模型并得出磨粒运动轨迹方程;其次,理论分析磨削沟槽表面的创成机理及磨削参数对沟槽形貌的影响;最后,通过仿真和实验验证新型砂轮磨削沟槽结构的可行性和不同磨削参数下的沟槽结构形态....     

磨粒有序化排布油石超精研规则网纹表面的运动仿真

为得到外圆零件表面均匀一致的网纹结构,降低零件运动过程的摩擦阻力,设计叶序、阵列、错位3种磨粒排布方式的油石,并通过油石正弦振荡方法进行外圆表面超精研磨.通过MATLAB软件进行运动学仿真,获得3种磨粒有序化排布方式的运动轨迹和超精研圆柱工件结构化表面的变化规律.结果表明:使用磨粒有序化排布油石正弦振荡可以加工出排布一...     

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...     

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。     

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。      

单层钎焊CBN砂轮表面形貌重构与磨粒切厚分布特征研究

为了更加准确地研究磨削加工机理及预测磨削结果,测量并重构单层钎焊CBN砂轮的表面形貌,并以此为基础研究不同工艺参数下的单颗磨粒切厚分布特征。结果表明:试验砂轮表面磨粒高度的分布形态并不符合正态分布特征,需要采用Johnson变换重构整个砂轮表面的磨粒高度分布特征;单颗磨粒切厚分布特征受磨削参数和砂轮磨损的影响较大。      

减阻微沟槽成形工艺研究进展

对减阻微沟槽成形工艺的发展进行了概述,将微沟槽的成形方法划分为增材制造、减材制造和等材制造3类.目前所研究和应用的减阻塑料薄膜成形精度较高,但存在耐久性问题.因此,直接在金属表面生成微结构将更具实用价值,其多采用减材制造的方法.随着加工技术的发展,加工精度越来越高,但仍存在电极或刀具难加工、易损耗以及工件表面存在残余拉...     

结构化砂轮拓扑磨削鱼鳞表面原理及仿真分析

为了磨削出鱼鳞表面的几何形貌,基于对鱼鳞表面形貌的特征分析,建立了鱼鳞表面数学模型.依据建立的鱼鳞表面数学模型,结合磨削运动原理以及点集拓扑学理论的分析,设计出了一种用于磨削鱼鳞表面的结构化拓扑砂轮.依据磨粒平面运动轨迹方程,讨论实现鱼鳞表面磨削的条件,并通过MATLAB对设计的砂轮进行磨削运动学仿真,获得了鱼鳞表面结...     

CBN砂轮磨削镍基高温合金磨削温度实验研究

磨削高温是限制磨削技术发展的主要瓶颈之一,因而研究磨削过程中产生高温的机理及磨削温度的变化规律十分重要。采用260 mm的单层钎焊有序排布CBN砂轮,对镍基高温合金GH4169进行不同速度下的磨削实验。实验过程中,保持砂轮线速度和工件进给速度的比值不变,从而保持单颗磨粒最大未变形切屑厚度不变,发现比磨削能得到有效控制,磨削温度的上升主要由材料去除率的提高所导致;随着砂轮线速度的增加,磨削弧区热量分配关系发生显著变化,传入工件的能量增加;磨粒排布方式对传入工件的热量有影响,同一磨削工艺参数下,磨粒斜排布的砂轮磨削温度要低于磨粒直排布的砂轮,最佳磨粒排布方案还有待进一步的研究。     

砂轮磨粒尺寸及形状对磨削加工的影响

利用计算机数字模拟技术作为手段分析研究磨粒尺寸大小及形状对磨削加工过程和被磨削表面的影响,结果得出磨粒径大小影响到砂轮表层的磨粒中实际参加切削的磨粒数目,磨粒粒径越小,被加工表面粗糙度越小,由大大小小不同粒径磨粒的成的砂轮与单一粒径磨粒的砂轮相比,其被加工表面粗糙度要小得多,磨粒几何形状和磨粒表面微观粗糙度的被加工表面粗糙度影响不大。     

磨料质量分数对磨硅片用金刚石砂轮磨削性能的影响

采用改进的凝胶注模技术制备多孔陶瓷结合剂超细金刚石砂轮,研究6种不同质量分数磨料(质量分数分别为27%、30%、33%、36%、39%、42%)的多孔金刚石砂轮的显微结构和磨削性能。结果表明:磨料的质量分数直接影响砂轮磨削时的磨削电流、砂轮磨损速率,进而影响硅片磨削后的表面一致性。使用磨料质量分数为39%的砂轮时,硅片磨削后可获得粗糙度为4.8 nm的光滑表面。      

宽幅砂带磨削工艺在金属加工中的应用

对宽幅砂带磨削工艺在金属加工行业的应用进行综述,包括钣金去毛刺抛光、金属带材抛光、热轧板材氧化皮修磨等;为更好地推广宽幅砂带磨削工艺,从加工成本、加工精度、工件的形态等方面分析影响该工艺推广的要素;最后,对宽幅砂带磨削装备制造如何适应不同金属材料加工进行分析。      

砂轮表面磨粒出露高度对轴承钢磨削振动的影响

为探究砂轮表面磨粒形态对磨削振动的影响规律,提高磨削加工质量,构建了磨削振动模型并推导磨粒形态-接触刚性-磨削振动的对应关系,开展修整-磨削试验,通过试验分析并验证不同磨粒形态对磨削振动信号RMS和工件表面波纹特征W_a影响的差异。结果表明:在不影响砂轮锋利性的前提下,表征磨粒出露高度的砂轮AH值减小约58%,则RMS值和W_a值分别减小约47%和57%;在相同磨粒出露高度条件下,磨粒钝化的比例约20%,则RMS和W_a分别减小约22%和30%;同时,适度减小磨粒出露高度,磨粒适度钝化,有助于增大磨粒与工件接触面积,改善磨削振动,提高磨削加工质量。且提出的磨削振动模型与试验结果相符。      

Effects of abrasive tools on surface finishing under brittle-ductile grinding regimes when manufacturing glass

This paper addresses the effects of bonds and grains of abrasive tools on the edge aspect of ground glass surface. Diamond grains and silicon carbide (SiC) grains combined with two bond types, i.e., resin and metal, were considered for this study. The surface edge characteristics were characterized using scanning electron microscope (SEM) and interferometer observations. In particular, the spectrum of arithmetic mean was investigated for distinguishing the different scales of analysis. Experimental results showed that the grinding forces vary sensitively with bond type and wheel velocity. Using diamond grains’ wheel, it was found that roughness level obtained with metallic bond is lower than that obtained with resin bond. However, using a resin-bonded wheel, two mechanisms of material removal were revealed according to grains’ type. (i) A partial ductile regime, i.e., ductile streaks and brittle fracture, obtained with diamond grains, and (ii) a fully ductile regime obtained with SiC grains. Thus, it was found that ground surface obtained using SiC grains’ wheel has a better roughness than that obtained using diamond grains wheel. Besides, SiC grains seem to lead to more marked streaks and form defects.     

基于磨削法的金刚石磨料工具精密修磨技术

对磨削法修磨复杂形面金刚石磨料工具的技术进行研究.使用光学影像磨床,采用形面组合法对典型复杂形面金刚石工具进行修磨应用试验;通过理论分析、试验以及对修磨形貌显微观察等手段分析修磨机理;对修磨基本工艺、修磨效率和修磨精度的影响进行试验研究,并确定其相关规律.研究结果表明:磨削法修磨去除机理是通过磨粒接触面内局部接触点产生...     

立方氮化硼砂带磨削性能的研究

用相同粒度的CBN与刚玉砂带,分别磨削45号钢,分析并比较其磨削性能。结果表明:CBN砂带磨耗比为210.4,刚玉砂带磨耗比为18.9,CBN砂带耐磨性远远高于刚玉砂带;CBN砂带加工工件的表面质量要优于刚玉砂带,但两者磨削工件的表面粗糙度R_a相差不大,分别为0.127 μm、0.128 μm;CBN砂带磨料出刃高,初始磨削效率高;刚玉砂带树脂结合剂硬度低,磨削60 min后基本丧失了磨削能力,而CBN砂带金属镍结合剂与磨料硬度有很好的匹配性,180 min后仍能保持28.2 g/h磨削效率。      

单层钎焊立方氮化硼砂轮工作面磨粒包埋深度的确定

以Ag-Cu-Ti合金为钎料在真空炉中实现了CBN磨粒与45钢基体的钎焊连接，运用红外光谱仪测试了钎焊磨粒内部的残余应力，分析了最大残余拉应力对磨粒强度的影响，据此优选了钎焊CBN砂轮工作面上磨粒的包埋深度。结果表明：当包埋深度不同时，尽管钎焊磨粒内部的残余应力分布差异较大，但最大残余拉应力始终位于磨粒与钎料顶层截面的边缘位置，并且最大残余拉应力与包埋深度不存在线性关系；为提高钎焊CBN磨粒强度和确保砂轮容屑空间，磨粒包埋深度应控制在其自身高度的30％-40％之间。     

刚玉磨料显微试样的磨削工艺研究

采用超细树脂金刚石砂轮直接磨削及手工研磨2种方式,对锆刚玉(ZA)、微晶刚玉(SG)、棕刚玉(A)和黑刚玉(BA)4种刚玉类磨料试样制样,通过对其表面粗糙度、显微硬度及表面形貌的对比分析,研究了2种制样方式的质量和效率,并优化了4种刚玉类磨料试样直接磨削制样的工艺参数。结果表明:直接磨削的刚玉类磨料试样表面粗糙度R_a、R_z及显微硬度与手工研磨制样的基本一致,但前者的制样效率比后者高至少2倍;ZA、SG和A磨料直接选用粗磨、精磨工序即可满足显微硬度测试要求,而BA磨料则在粗磨、精磨工序基础上,再增加光磨2次工序,也可达到显微硬度测试要求。      

单颗磨粒的平面磨削三维动态有限元仿真

将磨粒简化为圆锥形,利用Deform-3D软件,进行了单颗磨粒的平面磨削的三维动态有限元仿真。分析了砂轮与工件表面之间的摩擦系数相同而磨削速度不同时对磨削力产生的影响,以及磨削速度相同而摩擦系数不同时对磨削力产生的影响。结果表明：未变形磨屑厚度不变时,单位磨削力随着砂轮速度的增加而增大,在砂轮速度的低速区,单位磨削力增加较快,而在砂轮速度的高速区,单位磨削力增加得较慢;在磨削速度不变时,单颗磨粒的磨削力随着摩擦系数的增加而增加。