精密球偏心研磨加工参数仿真优化

利用虚拟仿真优化技术,改善球体表面研磨轨迹的均匀性,提高精密球研磨加工的质量和精密度。通过建立球体运动的几何关系,利用虚拟样机技术,基于Adams软件建立偏心研磨机构的三维实体模型,经单因素仿真实验,逐一揭示研磨机构中研磨盘转速组合、沟槽角度组合以及偏心距对球体公转角速度、自转角速度、自转角、方位角等运动状态参数的影响程度。根据仿真结果,选择一组较佳的偏心研磨机构加工参数组合,对精密球研磨轨迹进行虚拟仿真测试。测试结果表明,优化后球体表面研磨轨迹的全包络线较好地体现精密球等概率切削的加工特性。     

轴承球变曲率研磨盘沟槽结构参数数值优化研究

针对轴承球变曲率沟槽加工方法中沟槽结构参数优化问题,采用了数值仿真分析法,研究了研磨盘沟槽偏心距、沟槽半角、滚道极径及沟槽间距4个主要沟槽几何参数,对球面加工轨迹点分布均匀性的影响规律.设计了正交仿真试验,分析了沟槽几何参数对球面加工轨迹均匀性的影响权重,并得到了优化几何参数组合;最后,开展了轴承球的研磨实验研究.研究...     

偏心运动双平面超精研抛圆柱面研究

对偏心运动双平面超精研抛圆柱面的加工技术进行了理论和试验研究。基于几何运动学理论建立了加工系统数学模型,应用速度矢量法求解圆柱工件各运动参数,进而实现了工件圆柱面加工轨迹的仿真,分别分析了工件中心至夹具中心距离与夹具中心至研磨盘中心距离的比值、夹具自转转速与夹具公转转速的比值对加工轨迹形态和轨迹交叉角度的影响规律。在自制试验装置上对轴承钢GCr15圆柱滚子进行了超精研磨和抛光试验,改善了一批工件圆柱面的圆度和表面粗糙度及其偏差。仿真结果和试验结果的比较分析说明,仿真结果可反映实际工件表面微观加工痕迹的相互交叉的几何特征。     

基于双平面方式下陶瓷球抛光均匀性研究

为了获得陶瓷球超光滑加工表面,提出一种新型的球体双平面抛光方法,通过使球体在上、下软质抛光盘面之间不断的自旋和滚动实现球面均匀抛光。通过建立球体运动模型和使用Matlab仿真软件对陶瓷球双平面抛光方法进行优化分析,研究表明影响球面轨迹均匀性的球体自转角变化范围和自转角速度的变化主要由行星轮保持架与抛光盘的转速比m、保持架中心到抛光盘中心的偏心距与球体球心到保持架中心的孔心距比n决定。同时使用双平面抛光设备对氮化硅陶瓷球进行抛光20h,表面粗糙度从15.95nm下降到3.90nm,球上各点粗糙度值相差1nm左右,证明了陶瓷球双平面抛光方法的有效性。     

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。     

基于螺旋沟槽加工的高精度球体材料去除工艺参数试验研究

针对传统球体同心圆加工时自转角恒定不变,无法实现均匀全包络加工,以及高精度球体材料去除的工艺参数等问题,将螺旋式沟槽研磨方法应用到了高精度球体加工中,实现了自转角不断发生变化,在单个加工周期内实现了研磨轨迹在球体表面均匀全包络;开展了不同直径多球体系下球坯受载规律分析,建立了不同直径球坯的受力模型,研究了球体直径大小对研磨载荷分布的影响作用,提出了数值解析的方法来描述研磨过程中球体直径的一致化,进行了压力和转速与材料去除量关系的单因素试验。结果表明:实际加工球坯时存在临界转速以及较小载荷具有优秀的尺寸选择性,在粗加工阶段采用较大的加工载荷可以达到提高材料去除率的目的,而在精加工阶段采用较小的载荷可以达到最优精度。     

锡磨盘定偏心平面研抛中材料去除模拟

本文使用超精密平面研磨机及锡磨盘进行超光滑表面的抛光研究,平面抛光中,锡磨盘表面的形貌和加工状况直接影响被加工工件的表面平面度。本文基于Ｐｒｅｓｔｏｎ方程,建立了在定偏心抛光条件下,被加工材料的去除模型,。针对锡盘开有同心圆等沟槽的表面加工状况,提出了一种计算材料有效去除的算法,计算了工件的表面去除误差,对抛光后工件表面形貌提出理论预测。     

基于不同磨料的氮化硅陶瓷球精研工艺研究

为探究磨料对氮化硅陶瓷球精研加工的影响,从而提高氮化硅陶瓷球的表面质量和材料去除率,以基液种类、磨料种类和研磨盘转速为主要影响因素设计正交试验,并分析各因素对表面粗糙度Ra的影响程度。以表面粗糙度Ra和材料去除率为评价指标,通过单因素试验优化研磨参数。根据正交试验结果,得到精研加工过程中各影响因素对于表面粗糙度Ra的影响程度,从大到小排列依次为:磨料种类>基液种类>研磨盘转速。综合考虑陶瓷球精研加工的要求,确定最佳的研磨参数组合为:煤油基液、碳化硅磨料以及150 r/min的研磨盘转速。在金刚石、碳化硅、氮化硼、氧化铬和氧化铁这5种磨料中,氧化铁磨料修复粗研过后的氮化硅陶瓷球表面缺陷的效果最好。     

双自转研磨沟槽结构参数对球体研磨均匀性的影响分析北大核心

基于多体动力学分析软件ADAMS建立了双自转研磨方式下的球体运动数值仿真模型,给出了研磨轨迹点分布均匀性(研磨均匀性)的评价方法,仿真分析了研磨盘沟槽半径和沟槽角度对研磨均匀性的影响,并通过试验验证了仿真结果的正确性。     

砂带磨削加工表面粗糙度预测与验证

为了研究砂带磨削过程中主要工艺参数对磨削表面粗糙度的影响规律,建立了砂带磨削工件的表面轮廓模型,通过对砂带磨粒运动轨迹的研究分析,由单个磨粒的运动方程建立多个磨粒的运动方程。采用单因素试验法,由仿真软件合成磨削加工表面的三维形貌与粗糙度值的变化趋势,通过建立表面粗糙度回归数学模型与叶片磨削试验进行理论分析验证。结果表明,不同工艺参数磨削后工件表面粗糙度的仿真值与试验结果吻合度较好,为实际砂带磨削工艺参数的选择和优化提供理论依据与参考。     

柱面微透镜阵列的精密磨削

柱面微透镜阵列的加工精度要求高,加工效率低,采用具有微细轮廓结构的成形砂轮进行磨削加工能够极大地提高加工效率。为了预测成形砂轮磨削工件的面形误差和表面粗糙度,建立了成形砂轮磨削仿真模型。通过滤波方法分析和模拟微细结构成形砂轮的磨粒突出高度的偏态分布特征,结合实测的砂轮的轮廓形状和跳动完成了整体的空间砂轮的重构,同时建立了砂轮表面磨粒的磨削运动学模型,模拟出工件磨削加工后的表面形貌。最后,开展磨削实验验证了仿真模型的有效性。对比仿真与实验结果可知,面形误差PV值的偏差为5.78%,Ra值的偏差为17.3%,Rz值的偏差为12.9%。该磨削仿真模型能有效预测磨削表面的面形误差和表面粗糙度。     

钢球制造工艺(11)

第十一章 钢球的细研加工钢球的细研加工在研磨机上进行,如图11-1所示.转动研磨盘上车有若干同心的V型沟槽,固定研磨盘不车沟.加工过程,在工作压力P的作用下,研磨膏被挤压而嵌入研磨盘的表面,钢球沿沟槽在两块研磨盘之间滚动,从而使其表面受到研磨.研磨后的钢球可获得更高的尺寸精度、几何精度及表面粗糙度.一、3M4730研磨机的操作调整     

微通道反应器沟槽底面的磨料水射流抛光研究

针对燃料电池微通道反应器的沟槽底面抛光技术难题,开展磨料水射流沟槽抛光仿真与试验研究.采用FLUENT软件,对不同工艺参数下沟槽底部剪切力分布进行了数值模拟;根据仿真结果进行316L不锈钢材料的单沟槽抛光工艺试验,检测分析不同抛光参数下单沟槽底面形貌、材料去除率以及表面粗糙度的变化规律;根据单沟槽底面几何精度和表面粗糙...     

基于ELID磨削技术的轴承滚道切入式磨削加工工艺研究

针对高精度轴承滚道传统加工存在加工精度低、效率低、一致性难以保证等问题,采用ELID磨削技术对轴承内圈外滚道进行切入式磨削加工工艺试验研究。在ELID精密镜面磨削机理和单颗磨粒切入切出磨削模型的指导下,首先通过单因素试验法探究砂轮线速度、电解电流、电解间隙对轴承滚道表面粗糙度的影响规律,在此基础上利用正交试验法得到最优加工工艺参数组合:砂轮线速度46 m/s、电解电流6 A、电解间隙0. 2 mm,最后在最优加工工艺参数的指导下对轴承内圈外滚道进行ELID切入式磨削加工,获得表面粗糙度R_a为12 nm的表面质量。     

镍基高温合金珩磨表面粗糙度研究

为探索镍基高温合金的珩磨加工性,进而实现镍基高温合金精密孔的高效加工,进行了GH4169定量进给珩磨试验,并对珩磨加工表面粗糙度进行了分析。结果表明：油石平均粒径及每往复进给量是影响珩磨表面粗糙度的显著因素（置信水平分别为99.5%及95%）,切向珩磨速度、轴向往复速度对珩磨表面粗糙度的影响不显著;减小油石平均粒径与每往复进给量后,单颗磨粒的平均切厚、珩磨表面粗糙度和工件表面的划痕沟槽宽度减小。     

内冷式MQL铣削钛合金表面质量的研究

为了研究内冷式MQL铣削钛合金时各参数对已加工表面质量的影响,首先利用ABAQUS软件进行铣削仿真试验并获得铣削后工件表面位移值,在稳定铣削后的工件表面选取15个点,优选其中10个点的轮廓算术平均偏差作为评定表面质量的方法;然后采用正交试验的方法,通过极差分析,得到各铣削参数影响表面粗糙度的规律;最后,通过单因素试验研究铣削参数对已加工表面粗糙度及表面形貌的影响。结果表明:冷却液流量对表面粗糙度的影响最大,其次是进给量、转速和背吃刀量;试验结果与仿真基本一致。     

单点金刚石车削辊筒表面V型螺旋槽表面形貌仿真与试验研究

提出了辊筒表面车削V型沟槽的一种螺旋式加工方法并进行了车削试验。对车削系统进行了仿真模拟,得出了刀架Z轴的输入输出曲线以及V型沟槽的理论形貌与实际形貌,计算出表面粗糙度R_a=0.311μm,与试验检测结果 R_a=0.389μm相差不大。验证了车削系统仿真模型的有效性,进一步证明了加工方法的可行性。     

基于ADAMS的球体双自转研磨方式下研磨盘转速优化研究

双自转研磨是一种获得高一致性精密球体的有效加工方法。为进一步提高双自转研磨方式下球面研磨轨迹的均匀性(研磨均匀性),以提高球体加工球度及批一致性,建立了基于ADAMS的双自转研磨方式下球体运动仿真模型,分析了下研磨盘内外盘转速曲线对盘与球接触点(研磨轨迹点)分布的影响,对研磨盘转速曲线组合进行了优化,得到了"双梯形-三角波"研磨盘转速曲线组合。在此转速条件下,球面研磨轨迹均匀性的标准差S大幅减小(从1.4409μm减小到0.9748μm)。实验结果也表明:在相同实验条件下,同一批次的G28毛坯球(最大球形误差0.7μm),经3h研磨,采用双梯形-三角波转速曲线比"三角波"转速曲线的球形误差降低0.168 72μm(从0.388 04μm减小到0.219 32μm);同一批次的G10球(最大球形误差0.25μm),经相同条件和时间研磨抛光,采用双梯形-三角波转速曲线比三角波转速曲线的球形误差减小0.0308μm(从0.103 64μm减小到0.072 78μm),实验结果与仿真结果均证明了转速曲线的优化效果。     

可加工微晶玻璃陶瓷磨削表面成形机制

通过在MK9025A型曲线磨床上开展微晶玻璃陶瓷磨削试验,研究可加工陶瓷表面成形机制和表面粗糙度。结果表明,可加工陶瓷材料磨削时其材料去除具有延性去除、延脆性去除、脆性去除三种模式,以硬脆材料相关系数Mr改进可加工陶瓷未变形切屑厚度模型,提出延性域系数η0、延脆性域系数η1,用以构建延性-延脆性和延脆性-脆性两个临界磨削深度模型。根据可加工微晶玻璃陶瓷单因素磨削试验,提出了复合磨削因子Q,基于以上未变形切屑厚度模型和两个临界磨削深度模型建立表面粗糙度模型,得到了表面粗糙度与复合磨削因子之间的关系,利用标准差检验模型精度。正交试验验证结果表明,可加工微晶玻璃陶瓷表面粗糙度试验值与所建立的表面粗糙度模型理论值吻合度较高。     

超声辅助内圆磨削40Cr15Mo2VN轴承套圈的试验研究#br#

针对传统加工方式难以获得轴承套圈较小的表面粗糙度和表面波纹度的问题,采用超声辅助内圆磨削的加工方法来改善轴承套圈的表面质量。基于超声内圆磨削单颗磨粒运动轨迹分析,建立了表面粗糙度的理论模型,通过对轴承套圈进行超声内圆磨削试验,研究了各个加工参数对轴承表面质量的影响。研究结果表明：超声内圆磨削加工方法可明显改善轴承的表面质量;增大超声振幅可减小表面粗糙度而表面波纹度会先减小后增大;随着砂轮转速的增大,表面粗糙度及表面波纹度会先减小后增大;磨削深度和进给速度的增大会使表面粗糙度及表面波纹度增大,但超声内圆磨削可减小它们的增加量。