螺旋伞齿轮磨削残余应力分布规律及仿真分析

螺旋伞齿轮作为重型车辆传动系统的关键零部件,其表面完整性对整车机动性和可靠性起着关键作用。磨削作为齿轮最后一步加工工序,磨削过程产生的残余应力将直接影响齿轮疲劳性能。若残余应力控制不当,将导致齿轮在使用过程中过早发生疲劳失效,产生齿面疲劳点蚀和根部疲劳断裂等问题。针对重型车辆螺旋伞齿轮设计磨削试验,研究不同磨削参数下螺旋伞齿轮残余应力的分布规律;结合磨削前后齿轮残余应力的状态,获得实际磨削过程残余应力;基于力热耦合有限元仿真法计算螺旋伞齿轮磨削残余应力。研究结果表明：齿轮凸面平行磨削方向残余压应力最小,磨削过程使齿面产生拉应力而亚表层产生压应力,力热耦合有限元仿真法能有效用于螺旋伞齿轮磨削残余应力的预测和分析。     

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。     

螺旋槽砂轮磨削非光滑表面形貌特征仿真

非光滑表面在机械摩擦磨损的过程中具有减少摩擦和降低能耗的作用。为获得平面工件的非光滑表面,采用磨削加工方式。将砂轮表面修整成螺旋槽形状,并建立螺旋槽砂轮表面的数学模型,根据磨削运动学建立磨粒运动轨迹方程,通过MATLAB仿真研究不同加工参数下磨削表面的形貌特征。     

考虑磨削热变形的表面微观形貌建模与仿真

针对磨削热引起的工件热胀冷缩效应对磨削后的工件表面微观形貌的影响,提出一种考虑磨削热变形影响的磨削表面微观形貌建模方法。假设磨粒为正四面体建立砂轮形貌;根据磨削运动学原理,建立考虑磨削热变形效应的单颗磨粒三维切削轨迹,并结合砂轮形貌与单颗磨粒轨迹,建立磨削表面微观形貌预测模型,通过磨削实验对仿真结果进行验证,结果为该模型最小误差仅0.135%,最大误差为13.31%,验证了在磨削热变形效应影响下的仿真结果的准确性。     

磨削加工表面形貌的分形研究

通过对磨削加工表面的测试与分形研究，得到不同磨削加工表面粗糙度的分形维数Ｄ与Ｒｑ、Ｒｑ、Ｓｍ之间的关系式，为磨削表面形貌的计算机分形模拟建立了基础。     

无心磨削砂轮不平衡对工件表面形貌影响的研究

为了研究无心外圆磨削过程中,砂轮不平衡引起的振动对工件表面形貌的影响,建立了磨削中砂轮不平衡引起的系统振动的数学模型,通过理论与仿真结果的分析比较,得出由于砂轮不平衡引起的磨削表面和砂轮表面的相对瞬时位移,再利用准动力学谐波理论计算分析,结果表明,砂轮不平衡会严重影响工件表面的谐波构成.     

解决螺旋伞齿轮齿面磨裂的途径

螺旋伞齿轮的齿面磨削裂纹是我厂生产中遇到的最主要的问题.20CrMnTi钢齿轮的凹面就很容易产生磨削裂纹,裂纹与磨削方向相垂直呈平行线排列,较规则,通过攻关降低砂轮转速,加强冷却的方法,解决了20CrMnTi铜齿轮齿面磨裂的问题.     

超声振动螺线磨削表面微观形貌建模与仿真研究

为了实现高效率、高质量、低损伤的硬脆材料加工,对工件或砂轮同时施加砂轮轴向和径向的超声振动,该方法的显著特点是磨粒切削轨迹呈三维空间螺旋线型,将其定义为超声振动螺线磨削方法。在磨削工艺和二维超声振动的多参数共同作用下,材料去除机理产生复杂变化,表面微观形貌创出过程变得极其复杂。为此,提出一种超声振动螺线磨削加工表面数值仿真方法。基于超声振动螺线磨削几何映射关系,建立磨粒相对工件的空间螺旋线切削运动模型,进而给出超声振动螺线磨削加工表面生成模型,模拟出普通磨削和超声振动磨削的三维表面微观形貌,对比分析了超声振动对表面形成过程的影响规律。最后将仿真表面与磨削试验表面对比,发现两者微观形貌特征规律基本一致,验证了仿真方法的正确性和有效性。     

面接触磨削磨具表面形貌三维模拟研究

文中分析了面接触磨削的磨具特性,提出了一种用于面接触磨削磨具表面形貌模拟方法,即结合虚拟磨粒单元与截尾正态分布来实现磨粒空间定位,通过调节概率参数解决模拟中的磨粒干涉问题,并可根据不同分析需求进行多磨粒特征模拟.     

铁氧体磨削的表面形貌观察及磨削机理分析

通过光学扫描电镜SEM分析了不同磨削工况下铁氧体的磨削表面形貌,观察了表面的微裂纹,并结合表面形貌试验对铁氧体的磨削机理进行了分析。     

螺旋伞齿轮加工工装研究

介绍了螺旋伞齿轮加工工装系统,该系统是在安装在普通立式铣床的回转中心工作台和万能分度头的基础上进行改装设计而成,并确定了该工装系统的各个参数以及校核,为中小型企业设备改造提供理论依据。通过对现有设备进行改造,实现了一种经济实用的螺旋伞齿轮加工方法。     

形貌重构砂轮磨削试验研究

设计了一种金刚石纤维切削装置,用其对白刚玉砂轮进行断续飞切来加工出断续微沟槽,从而实现砂轮的表面形貌重构。采用原始砂轮及形貌重构砂轮分别进行GCr15淬硬轴承钢的常温干式、浇注式磨削的对比试验研究,探讨了形貌重构砂轮的磨削性能。试验结果表明:相较于原始砂轮,在相同的试验条件下形貌重构砂轮在磨削时其磨削力和磨削温度均可以显著降低。通过常温干式、浇注式润滑条件下的磨削对比试验验证了形貌重构砂轮可以更有效地将磨削液带入磨削区进行润滑冷却。     

解决螺旋伞齿轮齿面磨裂的途径

螺旋伞齿轮的齿面磨削裂纹是我厂生产中遇到的最主的问题。２０ＣｒＭｎＴｉ钢齿轮的凹面就很容易产生磨削裂纹，裂纹与磨砺削方向相垂直呈平行线排列，较规则，通过攻关降低砂轮转速，加强冷却的方法，解决了２０ＣｒＭｎＴｉ钢齿轮齿面磨裂的问题。     

砂轮磨削振动对工件表面形貌特征的影响研究

砂轮振动将会使得光学元件表面产生周期性波动,从而降低后续抛光工序的加工效率,增加光学元件表面的中频误差成分,影响光学元件的使用性能。本文针对平行磨削方式,研究了砂轮周期性强迫振动下的工件表面形貌特征,分析了砂轮与工件表面的干涉现象,以及加工参数对加工表面波纹度特征的影响。研究结果表明:加工参数满足一定的条件下,工件表面振纹小于砂轮本身振动振幅,通过合理选择加工参数有利于改善工件表面波纹度,提高加工表面质量。     

树脂砂轮磨研钢球表面形貌与磨削机理分析

通过对不同加工方法和工序的钢球表面形貌特征的对比分析，探讨了钢球硬磨、铸铁盘初研、精研、树脂砂轮细磨、树脂砂轮精磨、树脂砂轮磨研钢球的磨削机理，以及钢球表面形貌特征对钢球质量性能的影响，并提出了制订树脂砂轮磨研钢球加工工艺的建议。     

超精密磨削加工表面形貌建模与仿真方法宰

超精密磨削技术是实现微/纳米加工的主要手段.系统深入研究超精密磨削过程的机理,洞悉磨削加工表面生成的内涵,成为超精密磨削加工技术的重要研究内容之一.提出一种新型的超精密磨削加工表面生成方法.基于Jobnson变换和线性滤波技术,给出砂轮表面形貌数字生成方法.该砂轮表面数值生成方法克服了利用试验测量砂轮表面形貌所得数据而带来的误差,提高了磨削加工表面仿真分析的准确性.根据磨削运动学,建立磨粒运动轨迹方程、相互干涉条件和有效磨粒确定方法.据此,给出超精密磨削加工表面生成算法.通过数值计算生成不同统计学特征的砂轮形貌,并得到不同加工参数下磨削表面的表面形貌,仿真结果验证了所给算法的正确性和有效性.     

用工控机改造螺旋伞齿轮加工控制系统

详细介绍用ＳＴＤ总线工业控制机来改造数控滚齿机,从系统硬件和系统软件两个方面阐述了改造的设计思想,该系统采用标准ＳＴＤ总线结构,ＣＰＵ芯片为Ｉｎｔｅｌ８０８８,具有屏幕显示功能,并能加工渐开线曲线,提高了加工精度和可靠性。     

超精密车削表面微观形貌的几何建模与仿真研究

在综合考虑刀具几何参数，刀具振动和最小切削厚度等因素对已加工表面形貌影响的前提下编写了表面微观形貌的仿真程序，在仿真时把一个随机振动信号成功地叠加在理论表面粗糙度中。提出一种建立圆弧刃金刚石车刀超精密车削表面粗糙度模型的新方法。结果表明，仿真得到的表面微观形貌，能够比较正确地反映出超精密加工将要获得的表面轮廓。