基于BP神经网络的机器人砂带磨削表面粗糙度研究

为提高机器人砂带磨削工件表面粗糙度的预测精度,采用基于BP神经网络方法进行研究,进行机器人砂带磨削铝合金板材试验,基于试验结果采用BP神经网络建立各工艺参数与工件表面粗糙度之间的预测模型。对该模型进行仿真预测,并通过试验验证该模型的预测精度。结果表明该模型预测精度高,可以预测不同工艺参数磨削后的工件表面粗糙度,实现了机器人砂带磨削铝合金板材工艺参数的优化。     

超声砂带磨削TiC-TiB2复合陶瓷表面质量试验研究

任何机械加工方法都不能获得理想表面,而要实现工件高精度、低表面粗糙度值、低残余应力、低硬化层的表面高质量要求,这是现代磨削技术的重要发展趋势。通过超声砂带磨削与普通砂带磨削的对比试验,研究分析了砂带粒度、磨削深度、砂带线速度、工件进给速度等加工工艺参数对工件表面质量的影响。实验结果表明:采用细粒度的金刚石砂带以及合理的磨削工艺参数可以降低工件表面粗糙度和减少磨削裂纹,这在生产中具有重要的实际意义。     

氧化铝空心球砂带磨削钛合金的材料去除及表面质量研究

为了解决航空发动机钛合金叶片磨削加工中砂带使用寿命不足的问题,采用新型氧化铝空心球开展钛合金试样砂带磨削的相关工艺试验研究。通过单因素试验分析氧化铝空心球砂带加工钛合金板材中工艺参数对表面粗糙度和磨削比的影响,确定空心球砂带磨削钛合金参数的合理范围,进而通过正交试验研究磨削压力、磨削线速度、进给速度以及磨粒粒度等因素对表面粗糙度和磨削比的影响程度,确定空心球砂带磨削钛合金的最优工艺参数组合。     

电镀金刚石砂带磨削氧化铝陶瓷的试验研究

通过单因素试验分析了氧化铝陶瓷加工中工艺参数对磨削效率的影响;通过正交试验研究了试验因素对磨削效率的影响以及砂带结构参数对磨削表面粗糙度的影响,并确定合理工艺参数。结果表明,砂带线速度增加,磨削效率增加,砂带线速度过大,磨削效率下降;磨削效率随磨削压力的增加而提高,磨削压力增大到一定值以后,磨削效率明显下降;工件进给速度增加,磨削效率增加,进给速度增加到2.2mm/s以后,磨削效率下降较快。正交试验表明:工艺参数对磨削效率的影响大小为:磨削压力工件进给速度砂带线速度;磨削表面粗糙度随着砂带粒度号和植砂密度的增加而下降。     

外圆磨削砂轮形貌仿真与工件表面粗糙度预测

对磨削砂轮形貌、外圆磨削过程及工件表面形貌进行了仿真,实现了对工件表面粗糙度的预测,并对仿真模型进行了验证。采用Johnson变换和Gabor小波变换,实现了高斯域和非高斯域的转化,在随机域内对磨削砂轮形貌进行了仿真。根据外圆磨削运动过程,通过对砂轮和工件相互作用过程的分析,建立了磨粒运动轨迹方程和工件形貌方程,在考虑磨粒切削、耕犁与摩擦作用的条件下,对外圆磨削过程进行了仿真。建立了外圆磨削模型,实现了对加工工件形貌的仿真和粗糙度预测。     

砂带磨削钛合金磨削加工性能研究

针对钛合金零件干式打磨过程中磨具堵塞引起烧伤的问题,开展锆刚玉砂带和碳化硅砂带干式磨削TC4合金加工试验。通过分析磨削温度、材料去除量、表面完整性及磨粒磨损特征,对砂带磨削钛合金加工工艺进行研究。结果表明：相同磨削用量条件下,锆刚玉砂带相比于碳化硅砂带,磨削温度最高降低23.6%,耐用度提高2倍。磨削表面粗糙度随砂带线速度的增大逐渐降低,且两种砂带磨削表面粗糙度差值呈逐渐增加趋势。当砂带线速度v_s=20 m/s时,锆刚玉砂带比碳化硅砂带磨削表面粗糙度降低了29.7%;当磨削深度增大时,碳化硅砂带磨削表面粗糙度值快速增加,锆刚玉砂带磨削表面粗糙度增量缓慢,当磨削深度增大到0.1 mm时,表面粗糙度差值达到22%。     

砂带磨抛钛合金表面粗糙度的试验研究

探讨了两种不同砂带磨削钛合金表面粗糙度的差异.通过单因素试验,比较锆刚玉和碳化硅砂带精磨钛合金获得表面粗糙度的性能.通过分析植砂密度、磨粒出露高度、磨粒性质等研究两种砂带对磨削钛合金表面粗糙度的性能差异,结果表明锆刚玉砂带更适合精磨钛合金.     

砂带磨削钛合金表面粗糙度工艺参数的敏感性研究

为了获得给定范围内的砂带磨削钛合金表面粗糙度工艺参数的最优区间,以钛合金TC4为研究对象,进行砂带磨削表面粗糙度试验。构建砂带磨削钛合金表面粗糙度的经验公式,分析表面粗糙度对工艺参数的灵敏度,获得工艺参数的稳定域与非稳定域。结合正交试验中的极差分析,得到工艺参数对表面粗糙度的影响曲线,进行了工艺参数的区间优选。研究结果表明：表面粗糙度对磨料粒度的变化最为敏感,对砂带线速度的变化最不敏感;磨料粒度的优选范围为120#～150#,砂带线速度的优选范围为15～20 m/s,磨削压力的优选范围为10～15 N。本研究对砂带磨削钛合金表面粗糙度控制提供了理论方法与试验依据。     

三维超声辅助磨削的表面质量研究

针对三维超声辅助磨削加工方法的研究,建立砂轮磨粒切削运动模型,推导单颗磨粒切削轨迹方程,通过仿真分析二维和三维超声辅助磨削单颗磨粒切削轨迹,初步得出三维超声辅助磨削有望得到更优的表面质量。通过三维超声辅助磨削加工试验并观测陶瓷试件的表面粗糙度和微观形貌,证明三维超声辅助磨削的陶瓷表面粗糙度值相对较小,表面轮廓相对平整,三维超声辅助磨削能得到比二维超声辅助磨削更优的表面质量。     

一维斜向超声振动辅助磨削滚动轴承钢工艺及试验研究

针对目前只有一维轴向、一维切向等振动方向不变的一维超声振动辅助磨削的情况,首次提出了一维斜向超声振动辅助磨削工艺方法。利用MATLAB对一维斜向超声振动辅助磨削磨粒的运动轨迹进行了模拟分析。建立了超声振动试验系统的动力学模型。通过对超声振动工作台的模态分析,研制了一维斜向超声振动辅助磨削试验系统,对不同角度下超声振动辅助磨削滚动轴承钢的磨削力及表面粗糙度值进行了研究,探究了磨削力及表面粗糙度值随超声振动方向的变化规律。多次试验结果表明,超声振动角度为67.5°附近的表面粗糙度值明显优于其他角度的表面粗糙度值,磨削力也有减小。对正交试验结果的极差分析得出：当超声振动角度为67.5°、砂轮速度为20m/s、工件速度为0.5m/min以及磨削深度为4μm时,加工后的工件表面粗糙度达到最低值,其中工件速度是影响表面粗糙度的最重要工艺参数。     

ZrO_2工程陶瓷砂带磨削实验及工艺研究

采用4种不同磨料的砂带对Zr O_2工程陶瓷进行对比磨削实验,并采用锆刚玉磨料的砂带进行正交试验,对材料去除量、工件表面粗糙度和砂带磨损量进行了测量,得出了Zr O_2工程陶瓷最佳磨削参数。文章分析了在对Zr O_2工程陶瓷进行砂带磨削加工过程中砂带粒度和磨削用量的不同对磨削加工效率、工件表面质量的影响。在磨粒切削加工模型的基础上,通过观察磨削前后陶瓷表面微观形貌分析了工程陶瓷的磨损机理。实验结果表明:随着磨削压力和砂带粒度的增大,工件表面粗糙度呈减小趋势;增加砂带线速度和磨削压力可在一定程度上提高材料去除率和磨削比,但超过临界值其表面易发生崩脆断裂;砂带线速度为19 m/s,磨削压力为15 N,砂带粒度为120#时,Zr O_2工程陶瓷综合磨削效果达到最好。     

TiAl基合金砂带精密磨削表面完整性研究

针对TiAl基合金塑性低、脆性大、表面可加工性差等问题,采用正交试验对TiAl基合金的砂带磨削表面完整性进行研究。总结归纳TiAl基合金砂带磨削材料去除率和表面质量的影响因素,通过灰色关联法得到正交试验的最优工艺参数为A3B3C2D2。采用最优工艺参数对TiAl基合金进行砂带磨削,分析TiAl基合金砂带磨削磨粒磨损过程,对磨削前后工件的表面形貌进行分析。结果表明砂带磨削对TiAl基合金的磨削加工效果好,可用于TiAl基合金表面的精密加工。本文研究为TiAl基合金表面精密加工提供了新的加工方法。     

开式砂带磨削参数对表面粗糙度影响的分析与优化

根据砂带磨削的原理设计了开式接触轮式砂带磨削装置,并将其应用于普通车床,对机械加工中较难加工的细长轴进行砂带磨削试验。通过试验分析了砂带转速、工件转速、磨削深度等因素对工件表面粗糙度的影响,并对磨削参数进行优化。结果表明在车床上采用开式接触轮式砂带磨削装置对细长轴进行精加工,能有效地降低表面粗糙度。在工件转速nW=1 000 r/min、砂带转速nS=3 r/min、磨削深度ap=0.07 mm、纵向进给速度f=0.02 mm/r条件下,能获得最优的表面粗糙度Ra0.48μm。     

Cu-3镍铜合金砂带磨削试验研究

分析了Cu-3镍铜合金砂带磨削加工过程中,砂带粒度和磨削用量的不同对磨削加工效率、工件表面质量和砂带磨损的影响。采用氧化铝磨料砂带在不同的砂带线速度或磨削压力下对镍铜合金进行了工艺试验,对材料去除量、工件表面粗糙度和砂带磨损量进行了测量。研究表明:增加砂带线速度和磨削压力可在一定程度上提高材料去除率和磨削比;随着磨削压力的增大,工件表面粗糙度呈增大趋势;随着砂带粒度的增大,工件表面粗糙度呈减小趋势;砂带线速度为25m/s,磨削压力为43N,砂带粒度为P240时,镍铜合金综合磨削效果最好。     

预应力砂带磨削钛合金表面完整性的试验研究

为了提高钛合金加工表面的抗疲劳性和抗腐蚀性,基于预应力砂带磨削原理,进行不同预应力条件(0、100 MPa和200 MPa)下的钛合金砂带磨削试验。通过检测、分析不同预应力条件下磨削后工件的表面完整性,获得不同预应力对工件表面残余应力、粗糙度、硬度及表面形貌的影响规律;并在砂带磨粒模型的基础上,揭示预应力砂带磨削对残余应力和表面形貌的作用机理。结果表明:在材料的弹性范围内施加预应力并进行磨削能够主动加强工件表面的残余压应力状态;随着预应力的增加,残余压应力的大小呈现逐渐递增的趋势;预应力砂带磨削对表面硬度的影响甚小,且在一定范围内不随预应力的变化而变化;采用预应力砂带磨削能够得到较好的表面形貌,但会使粗糙度有微量增加。     

细长轴闭式砂带磨削表面粗糙度的试验研究

细长轴刚性差、易变形,采用传统磨削工艺致使工件表面质量达不到要求,而砂带磨削具有"弹性磨削"和"冷态磨削"之称,可解决上述问题。据此设计了闭式接触轮式砂带磨削装置,并将其装夹于于普通车床上,对细长轴进行砂带磨削试验,通过试验分析了砂带速度、工件速度、磨削深度等因素对工件表面粗糙度的影响,结果表明在车床上采用闭式砂带磨削装置对细长轴进行精加工,能有效地降低表面粗糙度。当砂带速度为376.8m/min、工件速度为13.82m/min、磨削深度为0.07mm、纵向进给速度为0.2mm/r时,能获得最优的表面粗糙度Ra0.44m。     

点磨削工件微观形貌仿真与试验研究

点磨削属于外圆磨削技术的一种,其砂轮与工件轴线之间存在变量夹角α,加工过程中磨粒的运动轨迹发生改变。为探索α对工件表面粗糙度的影响,利用砂轮与工件之间的运动关系及坐标转化,将磨粒运动函数等效为抛物线,得出点磨削的切削路径。基于砂轮表面磨粒分布状态,沿砂轮轴向扩展有效干涉痕迹,得到工件的三维几何仿真形貌。将45钢淬火后作为工件材料,选择典型磨削参数,利用试验对模型进行验证。结果表明:仿真与实际工件微观形貌呈现相似特征,两形貌表面高度概率密度分布十分吻合,在不同磨削速度下,两结果之间平均相差7.8%。当α在0°～4°变化时,Ra的浮动范围小于0.1μm,工件表面粗糙度不会发生明显改变,几何仿真模型为实际磨削工件形貌分析提供了一种辅助和验证方法。     

有序化砂轮磨削表面粗糙度仿真

为改善砂轮的磨削性能,将有序排布理论引入到电镀砂轮磨粒排布中。分别探讨了叶序、错位、无序排布砂轮在不同磨削参数下对工件表面粗糙度的影响,同时建立叶序、错位、无序排布电镀砂轮磨削表面粗糙度数学模型,并利用MATLAB软件进行仿真。在砂轮缓进给磨削过程中,叶序排布砂轮所获得的工件表面粗糙度值低于其他排布方式的砂轮。且工件表面的粗糙度值随着磨削速度比的增大而减小,随着磨削厚度的增大而增大。这为实际磨削工件表面粗糙度分析提供了很好的辅助和验证方法。     

陶瓷结合剂CBN砂轮高速磨削凸轮轴的表面粗糙度研究

本文通过一系列的试验,分析了磨削工艺参数对工件表面粗糙度的影响,建立了磨削表面粗糙度的经验公式,研究了陶瓷结合剂CBN砂轮磨削表面粗糙度的变化规律及其特点,这些规律为凸轮轴的CBN高速磨削提供了一系列实用的工艺参数.     

超硬涂层磨削工艺实验研究

针对核主泵关键部件材料镍基碳化钨涂层,采用三种磨粒粒度金刚石砂轮进行平面磨削试验,研究工艺参数、磨粒粒度对涂层材料磨削力、表面粗糙度和表面残余应力的影响规律。实验结果表明:不同粒度砂轮磨削时,随着磨削深度和工件进给速度增加,法向磨削力和切向磨削力均逐渐增大,表面粗糙度值呈现先增大、后减小再增大的趋势,平行和垂直磨削方向的表面残余压应力逐渐增大,且垂直磨削方向应力值更大。综合考虑磨削力、表面粗糙度、磨削表面残余应力和磨削加工效率,600目砂轮具有较好的加工效果,其对应的优化磨削参数为:磨削深度为10μm,工件进给速度为8 m/min。