外圆强力切入磨削中磨削力的一些试验研究

通过正交试验及对试验结果的回归分析处理,对外圆强力切入磨削中的磨削力与其它磨削参数(砂轮切入进给速度、砂轮速度、工件速度、工件转速等)的关系进行分析,探讨强力磨削条件下磨削力的形成机理及其变化规律。可作为外圆强力磨床设计及其应用的参考。     

干湿磨条件下氧化锆陶瓷表面粗糙度实验

目的研究干磨和湿磨两种工作条件下,金刚石砂轮磨削氧化锆陶瓷时,各磨削参数对其表面粗糙度的影响.方法通过在干/湿磨条件下对氧化锆陶瓷以不同的砂轮线速度、磨削深度、工件进给速度进行平面磨削,并观察磨削后工件表面粗糙度数值的变化,再利用电子扫描显微镜对磨削后的表面形貌进行分析.结果在湿磨过程中,当砂轮线速度为50 m/s、磨削深度为0.010 mm、工件进给速度为500 mm/min时,氧化锆陶瓷件表面粗糙度为0.191 8μm,表面质量最好;在干磨过程中,当砂轮的线速度为50 m/s、磨削深度为0.010 mm、工件进给速度为500 mm/min时,氧化锆陶瓷件表面粗糙度为0.189 5μm,表面质量最好.结论干湿磨条件下各磨削参数对氧化锆陶瓷表面粗糙度影响主次顺序分别为砂轮线速度、磨削深度、工件进给速度.同时在小磨削量的精密磨削中,干磨的表面粗糙度要优于湿磨的表面粗糙度.     

不同磨削参数下成形法磨齿温度场的研究

基于移动热源理论分析了不同磨削量对磨削区温度的影响。根据热传导并采用有限元分析方法,建立了成形磨齿温度场的数学模型。通过改变磨齿用量大小比较输出温度场的变化情况,从而找出磨削温度场的变化规律。研究结果表明:随着砂轮沿齿轮径向进给量的加大和砂轮转速的提高,磨削温度呈上升趋势;随着砂轮沿齿宽方向的进给速度增加,磨削温度呈下降趋势。     

窄深槽高速缓进给磨削温度试验

为研究窄深槽结构类零件磨削温度的变化趋势及影响因素,采用电镀立方氮化硼(CBN)砂轮对AISI 1045钢工件进行高速深切缓进给磨削试验并利用热电偶采集温度分布数据;分析窄深槽磨削过程中磨削温度的变化趋势以及砂轮线速度、工件进给速度、磨削深度对窄深槽底部、圆角位置、槽侧面位置温度分布的影响。结果表明:窄深槽磨削区温升主要来源于材料塑性变形功的增加,同时磨削温度会由于塑性变形功的突变效应产生波动;缓进给磨削中磨削温度随砂轮线速度的增加而降低,而随工件进给速度和磨削深度的增大,磨削温度均升高,其中工件进给速度对磨削温度起主要作用,磨削切深对其影响次之,砂轮线速度的影响最小。     

纳米流体两相流磨削区压力场建模与实验

主要对纳米粒子射流微量润滑磨削砂轮与工件界面压力场进行理论建模与数值仿真。建立了纳米粒子射流微量润滑磨削区两相流压力场的数学模型,并进行了仿真。结果表明：磨削区动压力随着砂轮转速的增加,射流速度的增大而增大;随着最小间隙的增大急剧减小;3种喷嘴角度下,当喷嘴位置角度为15°时,磨削区沿砂轮进给方向的压力大于其他2种位置。在KP-36精密磨床以及纳米粒子射流供给装置构建的实验平台上,利用CY3018型压力传感器测试压力场变化规律,研究了砂轮转速、最小间隙、射流速度以及喷嘴角度对磨削区压力场的影响,实验测得的数据与仿真数据基本吻合,验证了理论研究的正确性。     

单晶硅微尺度侧磨表面质量影响因素试验研究

为了获得具有较好表面质量的典型硬脆材料单晶硅微结构,采用微尺度磨削技术,利用直径为0.9 mm的微磨棒沿单晶硅(100)晶面进行磨削.首先通过三因素五水平的正交试验分析出影响单晶硅微尺度磨削表面粗糙度的主次因素;其次优化出获得较小表面粗糙度的单晶硅微尺度磨削工艺;最后通过单因素试验研究单晶硅微磨削表面粗糙度(Ra)随工艺参数的变化规律.结果表明:在沿单晶硅(100)晶面的微磨削过程(20 000 r/min≤v_s≤60 000 r/min,20μm/s≤v_w≤170μm/s和3μm≤a_p≤15μm)中,主轴转速对R_a影响最大;当主轴转速(v_s)为50 000 r/min、进给速度(v_w)为20μm/s、磨削深度(a_p)为3μm时,R_a最小;R_a随vs的增大基本呈减小趋势,但v_s过大时机床主轴出现振动,R_a出现增大趋势.R_a随v_w和a_p的增大而增大.     

数控凸轮轴磨床综合误差分析与建模

为提高某数控凸轮轴磨床的磨削精度,保证凸轮轴轮廓误差达到需求标准,针对磨床的运动误差和热误差进行分析和研究;分析了凸轮轴磨床主要运动部件相互之间运动关系,提出了利用耦合关系,耦合磨床运动误差与热误差方法,方法对磨床具有通用性,且可直接观察到误差项的来源,对误差补偿极为有效;首先,运用多体理论及坐标变化方法,将磨床抽象为多体系统;其次,将磨床磨削运动主要部件划分成两条运动链,即“工件-床身”链和“砂轮-床身”链;将运动链与磨削点组成一个闭环系统,此闭环系统即为简化的磨削运动过程;最后,建立各运动体坐标系,求出运动体变换矩阵,耦合热误差与几何误差,建立精密加工约束方程,推导凸轮轴磨床综合误差模型,为加工补偿提供理论基础。 该方法已在实际生产中得到验证,结果表明:补偿后的磨床,磨削精度增加,实际凸轮轴轮廓经检测误差降低显著。     

机床横梁重力变位的自演进补偿

为解决大型机床由于重力变位产生几何误差的问题,提出了利用制造信息差和自演进补偿技术改善制造装备精度的途径。得出了大型数控龙门铣床横梁重力变位的自演进补偿方法。在辅助梁上设置3个出力可控的液压千斤顶,利用遗传算法来实现自演进机制。仿真结果显示,龙门铣床横梁变位为-9μm,和大型机床现行工业标准中平面度为45μm相比对,只占20%;转角在±6μrad以内。横梁变形和工业比对说明了这种补偿方法的有效性。     

光学玻璃精密磨削表层损伤的检测技术

为实现光学玻璃高效低损伤的超精密磨削,须研究加工工艺对表层损伤的影响,发展不同工艺表层损伤的检测技术.在分析光学玻璃磨削损伤层特性的基础上,通过实验分析磨削参数对表层损伤的影响,研究工艺参数对表层损伤的影响规律;然后,采用纳米压入仪表征精磨加工损伤层的力学性能,基于纳米压入仪发展一种小尺度磨削损伤的检测技术.结果表明:表层损伤随砂轮转速的增大而减小,随砂轮进给速率和工件转速的增大而增大;其中工件进给速率对表层损伤的影响最大,其次是砂轮转速,工件转速的影响最小;针对精磨加工的表层损伤,基于纳米压入技术测得的损伤层深度为0.96μm,截面抛光方法的测量结果为1μm,二者一致性较好.结论:角度抛光方法适用于检测粗磨加工的表层损伤;通过优化加工工艺可进一步降低磨削损伤;精磨加工产生的损伤降低了表层材料的力学性能,且损伤层内力学性能的梯度变化曲线可用于快速检测损伤层的深度.     

氧化锆陶瓷微尺度磨削表面质量试验研究

为提高氧化锆陶瓷零件微细加工过程中的加工表面质量,改善氧化锆陶瓷零件的使用寿命,采用0.9mm磨头直径、500#磨粒的微磨棒对氧化锆陶瓷进行微尺度磨削三因素五水平正交试验.首先通过极差和方差分析,研究了磨削参数影响氧化锆陶瓷表面质量主次因素;其次优化出获得较低表面粗糙度值的工艺参数组合;最后通过单因素试验研究氧化锆陶瓷磨削表面粗糙度随磨削参数的变化规律.结果表明,磨削参数对表面粗糙度影响顺序依次为:磨削深度、进给速度、主轴转速;当主轴转速v_○s=40000r/min,进给速度v_○w=20μm/s,磨削深度a_○p=3μm时,表面粗糙度最小;表面粗糙度随主轴转速增大呈先下降后上升的趋势,随进给速度和磨削深度的增大而增大.     

结构化砂轮磨削蓝宝石微沟槽底面质量的研究

针对蓝宝石这类超硬材料表面微结构难加工的问题,提出一种基于结构化砂轮的磨削表面微结构方法.采用电火花线切割（Wire Electrical Discharge Machining, WEDM）技术对砂轮表面进行结构化修整,利用修整后的结构化砂轮磨削蓝宝石表面微结构,研究顺磨和逆磨方式下,结构化砂轮磨削速度、磨削深度和进给速度对蓝宝石微沟槽底部表面粗糙度的影响规律.研究结果表明,结构化砂轮磨削蓝宝石表面微沟槽形貌基本完整,且相对120 μm的加工深度,尺寸误差仅为1.4 μm,微沟槽的垂直度较好,垂直度偏差仅为4.9°;顺、逆磨方式下,随着磨削速度增大,磨削深度和进给速度减小,都可以减小蓝宝石微沟槽底部表面粗糙度;相较于逆磨方式,顺磨方式下微沟槽底面微坑较小,底面质量更优;在较优加工参数砂轮磨削速度 35 m/s、磨削深度1 μm、工件进给速度200 mm/min下,表面粗糙度从4.487 μm降低至2.923 μm.     

刀剪空间端面磨削的运动控制方法

为实现复杂、异形刀剪的端面磨削,提出了一种空间端面磨削多轴联动控制方法.根据端面磨削的工艺特点与卧式端面磨床的结构特点,建立了砂轮径向进给量、轴向进给量、旋转角度等加工参数与工件顶面磨削量、底面磨削量、磨削宽度等工艺参数间的函数关系,并结合端面的投影规律实现了一个旋转轴与两个平动轴的三轴联动控制.基于所提控制方法开发了数控系统,该系统支持二维图形与参数混合编程.利用该系统开发了数控端面磨床样机,并进行了磨削实验.结果表明,该磨床能够磨削多种刀剪产品,加工效率与质量优于液压式端面磨床.     

高温合金K445微磨削表面质量实验研究

为探究镍基高温合金的微尺度磨削表面质量,首先采用0.9 mm磨头直径、500#磨粒的微磨棒对典型镍基高温合金材料K445进行微尺度磨削三因素五水平正交试验.通过极差分析找出影响微磨削表面质量的主次因素:进给速度的影响最大、主轴转速次之、磨削深度的影响最小;优化出了微磨削K445的理想工艺组合,即进给速度fm=20μm/s、磨削深度ap=6μm、主轴转速vg=58 kr/min时,加工表面粗糙度最小,Ra为462 nm.其次通过单因素实验总结出了进给速度、磨削深度、主轴转速及微磨棒悬伸量对K445磨削表面质量的影响规律,并对其原因进行了深入分析,使之为镍基高温合金微小零件的加工提供重要的理论依据.     

齿轮钢缓进给深磨的工艺可行性分析

以齿轮钢40CrNiMo为研究对象,保持金属去除率一定,改变磨削深度和工件进给速度,测量磨削力,计算磨削力比和磨削比能.观察磨削表面微观组织变化,测量磨削表面粗糙度、表层亚表层微硬度变化、磨削表面残余应力,探讨深切缓进给磨削在齿轮钢磨削过程中的工艺可行性.缓进给深磨对比试验表明:在等金属去除率条件下,缓进给深磨的磨削表面质量较好,加工效率高,利用缓进给深磨加工齿轮钢进行去余量加工具有很高的可行性;由于缓进给深磨热影响区较大,不适合于齿轮钢精密成形加工,必须增加精磨工序.     

自升降式跨越架的设计与分析

文章设计了一种新型输电线路自升降式跨越架。架体采用钢结构,由自立式塔身和横梁臂架构成,并配备自升降系统,可根据实际情况灵活调节塔身高度及横梁方向。塔身由3m长的标准节组立而成,塔身最大工作高度为60m;横梁长度60m,跨度为40m。跨越架在被跨越物体的两边架设,横梁可在空中对接,形成跨距80m的封网结构;建立了跨越架有限元力学分析模型,计算其在不同工况下的强度、刚度和稳定性。结果表明,该结构安全可靠,可保证跨越架线施工安全和被跨越物体的正常工作。     

有序排布砂轮磨削加工BK7玻璃试验研究

考虑磨削过程中任意相邻磨粒之间的相互作用,针对单颗磨粒进行有序排布研究,提出一种能够控制任意两颗磨粒间距的有序排布策略.经过排布后的每颗磨粒作为单独切削刃,在工件表面先后切除材料后形成沟痕.根据排布策略设计3种排布方式,任意相邻磨粒间距分别为-50 μm、0 μm、50 μm,利用电化学阳极溶解在砂轮基体表面制备排布模板,上砂电镀加厚制备相应的有序排布砂轮.采用磨削运动学方法,分析磨削中的磨削力和磨削温度变化情况,通过磨削试验测量实际磨削中磨削力和磨削温度并进行分析. 结果表明,磨削力与进给速度呈正相关,磨削温度与进给速度呈负相关. 磨削深度和磨粒排布间距综合影响温度和磨削力的变化,当磨粒间距较小时,随磨削深度的增加,磨削温度和磨削力稳步升高;当磨粒间距较大时,随磨削深度增加,两者先稳步升高,后缓慢升高.     

不同叶幕结构对赤霞珠葡萄生长发育的影响

为探索酿酒葡萄赤霞珠不同叶幕结构对葡萄果实品质的影响,自2001年至2002年对河北省秦皇岛市酿酒葡萄赤霞珠适宜的叶幕结构进行了研究。试验试材为2.5m×0.5m栽植密度,1.60m架高的双篱架赤霞珠,四根横梁距地面距离从下到上依次是40,80,120,160cm时,在葡萄上架时进行以下处理:A横梁上铁丝间水平距离分别为:35,60,100,150cm。B横梁上铁丝间水平距离分别为:30,50,90,120cm。C横梁上铁丝间水平距离分别为:20,40,70,100cm。D横梁上铁丝间水平距离分别为:50,90,100,110cm。通过对不同架式赤霞珠枝叶生长、果实发育、枝条成熟等指标调查测定,结果表明:处理间光合强度、光照度、叶片生长发育、枝条生长、果实品质等多项调查测定指标没有规律性的显著差异。上口间距100cm和120cm的处理有利于葡萄枝条成熟,120cm处理的产量较高。150cm处理的架面不易保持稳定。     

GH4169DA磨削表面完整性控制工艺域优选方法

研究高温合金GH4169DA磨削表面完整性控制工艺域优选方法,通过外圆磨削正交试验,建立了磨削表面完整性特征对磨削工艺参数的灵敏度和相对灵敏度经验公式,获得了磨削参数稳定域和非稳定域,结合极差分析方法获得了不同磨削工艺参数对表面完整性特征的影响曲线,优选出表面完整性控制工艺域。结果表明：外圆磨削时,表面粗糙度和表面残余应力对工件速度的变化最为敏感,表面显微硬度对砂轮速度的变化最为敏感。获得了保障稳定表面完整性的磨削工艺参数优选区间：工件速度vw (12～22m/min),径向进给ap (0.005～0.01mm),砂轮速度vs(20～25m/s),为优化高温合金材料磨削工艺以及进行表面完整性控制研究提供理论方法和实验依据。     

钢坯磨削三维温度场的理论分析

本文由钢坯磨削的特殊几何学首次建立了钢坯磨削半椭圆形面移动热源模型,基于这一模型和传热学分析,得到了热源热强呈矩形分布和三角形分布两种情况下的工件三维温度场的解析解,并进而得到了钢坯磨削中工件表层峰值温度公式:这些结果为钢坯磨削温度的理论分析提供可能,分析指出,高效钢坯磨削温度将很高,而提高工件进给速度和增大磨痕宽度、增大热源长短半(?)比,将有助于减少由此产生的热损伤程度,这些分析为认识钢坯磨削温度问题有重要意义,并且实际磨(?)试验结果和瞬时点热源法的数值计算结果也证实了这一理论分析的有效性。     

镍基单晶高温合金磨削表面质量及亚表面微观组织试验

采用正交试验的方法,研究了镍基单晶高温合金DD5表面质量影响因素和亚表面微观组织.进行DD5平面槽磨削正交试验,得到砂轮线速度、磨削深度和进给速度对表面质量的影响规律,优选出最优工艺参数组合,并对磨削亚表面微观组织和磨屑形貌进行观察.结果表明:砂轮线速度对磨削表面粗糙度R_○a影响最大;随着砂轮线速度的增大,表面粗糙度R_○a不断减小;随着磨削深度和进给速度的增大,表面粗糙度R_○a不断增大.选出的镍基单晶高温合金DD5平面磨削试验参数范围内的最优工艺参数组合:砂轮线速度为30m/s,磨削深度为20μm,进给速度为0.2m/min.磨削亚表面出现了塑性变形层和加工硬化层.磨屑主要呈现出一节一节的锯齿状特征.