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...     

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。     

微晶刚玉砂轮磨削钛合金TC17磨削力研究

针对航空发动机常用材料钛合金TC17,采用白刚玉砂轮与微晶刚玉砂轮开展磨削试验,研究微晶刚玉砂轮对工件表面质量和磨削力大小的影响规律。试验结果表明:微晶刚玉砂轮磨削后工件表面质量更好,表面粗糙度值降低0.14 μm,磨削力降低10%左右。针对微晶刚玉砂轮进行磨削参数对磨削力影响规律的单因素试验,从磨削力角度分析微晶刚玉砂轮磨削钛合金的合理工艺参数。综合磨削力与加工效率因素,确定磨削钛合金TC17的合理参数为:砂轮线速度v_s=27 m/s、磨削深度a_p=0.01 mm、工件进给速度v_w=12 m/min;对磨削力试验数据进行多元线性回归分析,建立了法向磨削力和切向磨削力的回归模型。      

磨粒有序化砂轮磨削微沟槽减阻表面的研究

为研究砂轮磨粒排布样式对磨削结构化沟槽表面的影响,使用叶序、错位和阵列3种磨粒有序化排布的砂轮磨削工件平面。首先,建立3种有序化排布的数学模型;其次,根据结构化沟槽表面减阻的特性参数,设计砂轮磨削参数,并使用MATLAB软件进行磨削运动仿真,将仿真结果与理论计算值进行比较;最后,使用磨削试验验证数学模型与仿真结果的可靠性。结果表明:3种磨粒排布有序化的砂轮均能磨削出微沟槽表面,此时相邻两行磨粒的轴向间距分别为0.04 mm（叶序排布）、0.40 mm（错位排布）和0.80 mm（阵列排布）,对应的磨削深度均为0.050 0 mm;磨粒阵列和错位排布的砂轮磨削出的沟槽表面更加稳定,但沟槽的参数比未能达到0.200～1.000的要求;磨粒叶序排布的砂轮加工出的沟槽,能满足表面减阻特性的要求。      

叶序排布砂轮磨削微结构化表面的仿真研究

结构化表面在减小零件摩擦和表面拖曳阻力、改善零件的耐磨性方面均起到了一定的作用,能够有效地改善零件的机械性能。文章从仿生学中的叶序排布理论出发,设计了磨粒叶序排布超硬材料砂轮。利用不同形状磨粒叶序排布砂轮对平面形成结构化表面进行磨削,建立了砂轮磨削的运动轨迹方程,并应用MATLAB软件对磨削过程进行运动学仿真。仿真结果表明:不同形状磨粒的砂轮均可以实现凹坑、沟槽、凸台等结构化表面,且通过恰当的选择磨削用量和砂轮磨料的排布参数,可以获得不同形态的结构化表面。     

陶瓷结合剂CBN砂轮高速磨削钛合金TC4-DT

针对钛合金磨削温度高、磨削表面质量难以控制等特性,采用陶瓷结合剂CBN砂轮开展了TC4-DT钛合金高速磨削实验研究,研究了磨削用量对磨削温度、磨削力和磨削表面形态影响规律及机制。结果表明:砂轮线速度和磨削深度对钛合金TC4-DT磨削力、磨削温度及表面粗糙度影响最为显著,而工作台速度对其影响不明显。砂轮线速度在60~80 m/s时,磨削温度较低,磨削表面质量良好;而砂轮线速度达100 m/s后,磨削温度急剧上升,磨削表面出现斑状涂覆物、微裂纹等热损失缺陷。选择合理高速磨削工艺可获得良好磨削表面质量并提高加工效率。     

金属结合剂金刚石多孔砂轮磨削温度的实验研究

制备了不同孔隙率的金属结合剂细粒度和微粉金刚石多孔砂轮并进行了不同材质石材的磨削性能实验.采用热电偶测温法,研究了不同孔隙率、不同磨粒粒度的金属结合剂金刚石多孔砂轮对两种不同工件材料的磨削温度特性.实验结果表明,不同孔隙率、不同磨粒粒度的金属结合剂金刚石砂轮的磨削温度均随着转速及切深的增加而增加;细粒度的金属结合剂金刚石砂轮随着孔隙率的增大,磨削温度降低;而微粉金属结合剂金刚石砂轮则表现出和细粒度金属结合剂金刚石砂轮不同的特性,即孔隙率达到一定值时,随着孑L隙率继续增大,磨削温度反而升高;同一孔隙率金属结合剂金刚石砂轮,细粒度金刚石砂轮的磨削温度要低于微粉金刚石砂轮的磨削温度.     

微晶刚玉砂轮磨削钛合金TC17试验研究

使用大气孔与普通气孔两种微晶刚玉砂轮开展钛合金磨削试验,研究磨削参数与气孔尺寸对磨削工件表面完整性的影响。试验结果表明:砂轮转速27m/s,磨削深度10μm时,可获得较好的表面质量;同普通砂轮相比,大气孔微晶刚玉砂轮磨削钛合金工件的表面质量更好、微观组织变化和表面残余应力更小。大气孔砂轮具有较好的容屑、排屑、冷却能力,使磨削温度降低、磨削力减小,是获得较好表面完整性的主要原因。     

国外超硬磨料砂轮磨削用的水基磨削液

影响磨削效果的主要因素除了正确的选择砂轮特性和磨削参数之外,选用适宜的磨削液也极为重要。超硬磨料人造金刚石和立方氮化硼都是贵重磨料,只有合理地使用它们,才能充分发挥它们的优异性能。多年来,超硬磨料砂轮磨削金属材料时,一般都是以纯矿物油做磨削液,可以获得高的磨削比(G值)和优良的表面质量。然而纯油虽然具有润滑、冷却和     

磨削温度的实验研究

前言 发展高速磨削可以显著地提高磨削效率,延长砂轮寿命,改善加工表面光洁度。但是人们耽心提高砂轮速度后会引起加工表面出现烧伤和裂纹,影响工件的表面质量和使用性能,这是进一步发展、应用高速磨削新工艺的顾虑。 磨削加工时金属表面热损伤的现象是由磨削表面的温度场特征所决定的。磨削过程是在比一般车、铣高10～20倍以上的速度下进行的,磨粒切入工件时,表层金属产生很大的变形和摩擦,消耗的能量使金属表层形成瞬时的热聚集,磨削区的加热速度极快,局部温度很高,     

An investigation on solid lubricant moulded grinding wheels

The conventional flood coolants employed in grinding suffer many limitations in performing their functions. They cannot be recommended in the light of ecological and economic manufacture. Application of solid lubricant in grinding has proved to be a feasible alternative to the fluid coolants, if it could be applied in a proper way. Towards finding out an improved method of application of solid lubricant, attempts on development of solid lubricant moulded grinding wheels with various bonding and lubricants have been reported here. Such wheels with resin bonding were successfully made and improved process results were obtained. But the wheel wear depended on the type of the lubricant used.     

石墨软涂层自润滑单层钎焊CBN砂轮干式磨削钛合金实验研究

钛合金在磨削加工时容易产生烧伤现象,影响工件表面质量,因而传统的磨削加工大量采用磨削液浇注法降低磨削温度,但是磨削液的大量使用给环境和操作者健康带来了很大的危害,而且增加了磨削液排放回收的成本.基于“用固体润滑剂替代磨削液”的思想,制备了石墨软涂层自润滑单层钎焊立方氮化硼(CBN)砂轮,并进行了干式磨削钛合金实验.实验结果表明:自润滑砂轮的涂层中石墨质量分数最佳值为20％,此时干式磨削钛合金的工件表面温度最低;另外,与无自润滑剂砂轮相比,磨削温度均较低,不超过440℃.     

花岗石异型面高效加工磨削温度场实验研究

石材加工中温度对异型面形成机理和成形刀具的磨破损规律有重要的意义,而理论分析过程比较复杂,准确率还有待修正提高。为有效指导实际生产,掌握金刚石刀具磨削石材的规律,摸索适于高效花岗石磨削的加工工艺,以降低温度对生产的不良影响,提出了基于红外成像的测量和分析方法。实验中,分析了两种石材异型面干切削加工中热量的产生及切削温度的变化,发现花岗石异型面磨削弧区的表面最高温度随主轴转速及刀具切削深度的提高而上升;单独提高刀具的进给速度会使磨削区温度先升后降。     

Experimental investigation of the cutting temperature when turning with coated indexable inserts

This paper deals with an experimental investigation into the different factors which influence the temperature which occur at the coating/substrate–chip interface when machining a medium carbon steel and an austenitic stainless steel. Both flat-faced and grooved inserts coated with TiC, TiC/TiN and TiC/Al₂O₃/TiN were used. A standard K-type thermocouple embedded in the workpiece was used to convert measured efms to the interfacial temperature. Some optimal coating structures for high speed machining of these steels corresponding to the minimum interface temperature were selected. In particular, it was observed that by the proper selection of the thermal properties of the coating and the workpiece materials, which result in a substantial increase in the interface temperature, the effect of a thermal barrier in the top layer of the coating can occur.     

基于单颗磨粒切削的钛合金磨削过程仿真研究

采用有限元分析软件DEFORM的Johnson Cook材料模型,模拟了润滑涂层单颗磨粒磨削TC4合金的加工过程,对磨屑形成过程中磨削区温度、磨削力和切削变形区内应力的变化情况进行了有限元分析。结果表明:切削高温和高内应力主要集中在剪切变形区的刀尖位置;随着一个锯齿状磨屑节块的生长,温度降低、内应力减小。磨削力和磨削温度随磨屑的形成过程呈规律性变化:随着磨削进行,磨削力逐渐增大,磨削温度也相应升高;在锯齿状切屑完整形成时,磨削力最小、磨削温度最低。     

Virtual high performance grinding with CBN wheels

The development of future products requires designing, manufacturing, and testing components in a virtual environment before hardware parts are actually made. This paper presents a generalized process simulation and multi-constraint optimization strategy for five-axis grinding with cubic boron nitride (CBN) wheels to increase material removal rates while avoiding process problems such as damage to the machined surfaces and premature wheel failure. The wheel-workpiece engagement conditions under five-axis grinding are extracted from a CAM system by geometrically processing the NC program, the wheel geometry and the part geometry. The interpreted geometric contact data are used in combination with empirical grinding models to predict physical process parameters such as forces, power, heat flux, and temperature. These parameters are then used as the decision variables in a multi-constraint optimization to optimize process parameters such as workspeed to reduce cycle time.     

TC4钛合金高温锻造本构模型的实验研究

通过大量Ｇｌｅｅｂｌｅ－１５００热模拟实验机上压缩实验,求出ＴＣ４钛合金生产条件下的本构模型。指出试制备、设备控制以及数据修正方法,给出实验结果数据,为指导钛合金锻造生产提供必要依据。