电化学机械加工对轴/轴承类零件表面质量影响研究

零件的表面质量对其使用性能具有决定性影响.由于加工机理不同,不同的加工方法对表面质量的影响也不相同.为研究电化学机械加工(electrochemical mechanical finishing,ECMF)方法对轴/轴承类零件表面质量的影响,文章在经过改装的普通车床上进行油石磨削加工和ECMF加工实验,对比了两种加工方法对轴类零件的轮廓算术平均偏差Ra、轮廓最大高度Rz、轮廓单元平均宽度Rsm以及轮廓支承长度率Rmr(c)的影响,并分析了原因.结果表明,ECMF加工是一种有效的加工轴/轴承类零件的方法,在提高加工效率的同时,还可大幅提升零件的表面质量,进而提高零件的使用性能.     

基于40Cr高温动态力学性能的磨削表面动态再结晶行为

通过分离式霍普金森压杆(SHPB)实验得到了40Cr合金钢在高温高应变率下真应力-真应变曲线，据此确定了材料发生动态再结晶的临界条件.采用解析法和实验法分别求解了磨削强化层的温度场和塑性应变场分布.结果表明，磨削强化层在磨削深度方向具有较大的温度和塑性应变梯度;150μm强化层内会发生奥氏体转变;磨削表面最高温度可达1060℃.在磨削亚表面60μm内会产生剧烈的塑性变形，达到了再结晶的临界条件.较大的磨削深度使磨削强化层塑性应变增大，再结晶现象越充分，微观组织细化程度越高.     

铜合金材料的磨削研究及应用实例

铜合金的零件具有硬度强度低、延展性大、线膨胀系数大等性能,磨削过程中非常容易出现堵塞、划伤、拉伤等。为了避免这些现象,在磨削过程中必须选择合适的砂轮、磨削液与磨削工艺,并进行参数优化。     

砂轮磨削过载判据及其快速诊断

基于对砂轮磨削过程中声发射信号的采集,研究了2种砂轮磨削过载判据的特征量提取方法,并提出了评价砂轮磨削过载判据的主要指标即灵敏度、稳定性和算法效率.通过选取合理的采样率与处理间隔,分析比较了2种信号处理方法对砂轮与工件过载的识别效果.结果表明,所提出的信噪特征比方法提取的特征量具有稳定性好、灵敏度和算法效率高的特点,且可以对过载点实现预判,可作为优先选择的磨削过载判据.     

磨削弧区热源分布形状研究

为了研究磨削力与磨削热耦合作用的残余应力场,基于磨粒轨迹分析和磨粒接触分析,采用概率统计的方法建立了磨削弧区热源分布模型。模型分析了磨削弧区热量分配关系,不需预先假设沿磨削弧总热源分布形状及热量分配比一致,即可获得磨削弧区热源分布形状,解决了以往热源分布形状常被假设为矩形和直角三角形,但矩形热源和直角三角形热源并不能准确地描述热源分布形状的问题。采用有限元法仿真分析了工件磨削温度场,采用热成像仪实测了磨削温度场,并将磨削温度场有限元仿真结果和热成像仪测量结果进行了对比分析,结果表明:有限元模拟结果与热成像仪测量结果具有很好的一致性,磨削弧区最高温度预测值与实测值之间的误差在2.24%~15.3%范围内;直角三角形热源并不能准确地描述磨削弧区热源分布形状;磨削弧区热源分布形状更接近四次多项式函数曲线。     

预应力加载条件下零件干磨削表面强化层特征

采用预应力复合干磨削加工技术,对未调质45#钢试件在不同预应力加载条件下实施表面磨削淬硬,观测不同磨削深度和进给速度条件下的试件表层金相组织,测量并分析试件在不同预应力条件下磨削淬硬层厚度、金相组织的变化状况,并通过试件截面不同位置硬度测定显示淬硬层厚度及金相成分的变化,得到试件施加预应力对淬硬强化层厚度的影响规律.研究表明,预应力淬硬磨削能使工件表面产生强化层,且大的磨削深度和小的进给速度有利于试件表面发生相变强化以及表层塑性变形的增大.     

数字孪生模型在轴承套圈磨削加工中的应用

数字孪生模型能够有效地促进实际产品与产品模型间的虚实交互。针对调心滚子轴承套圈磨削过程中的磨削力，通过对磨削工作区各构件进行动力学与接触算法建模以及刚柔耦合处理，构建了轴承套圈沟道磨削加工数字孪生模型，完成了轴承套圈磨削工作区域在数字空间中的虚拟映射。并使用该模型对砂轮线速度、工件转速等工艺参数进行了分析与试验，证明了所构建数字孪生模型具有一定的有效性。该模型具有高保真性，可用于理解、预测和优化真实系统。     

机器人磨削个性化人工髋关节柄的方法与实验

人体髋关节髓腔具有S型的形状,并且具有个性化特征.现有标准型的直柄人工髋关节与病人髓腔匹配时将形成三点接触,降低了人工髋关节与病人髓腔的贴合度.利用病人的CT数据重建髋关节髓腔的三维模型,将该三维模型作为人工髋关节关节柄的设计模型,并利用机器人磨削技术将该关节柄复制到铜棒上,通过检测加工后的关节柄与三维模型的尺寸误差,验证机器人磨削个性化人工髋关节的可行性.实验结果表明,关节柄磨削完成后,在其上取断面进行测量,其与髓腔三维模型的最大误差为0.624 8mm.     

凸轮轴磨削加工速度优化及其自动数控编程研究

改革开放以来,我国的制造工业取得了前所未有的发展,其对凸轮及凸轮轴在生产数量与精度方面提出了更高的要求,在这种发展环境下,凸轮磨的磨削加工技术正朝着高效率、高精度方向迈进,促进了凸轮生产工艺水平的提升。本文将着重对凸轮轴磨削加工速度的优化进行深入探究,并探究凸轮轴磨削加工的自动数控编程,为生产制造业的发展提供参考与借鉴。     

分块杯形砂轮磨削高硬度涂层球面温度

针对分块杯形砂轮磨削高硬度涂层球面的实际工况,计算移动热源的有效宽度,并使用三角形移动热源模型对磨削温度场进行理论建模.分析了磨削运动对传热过程的影响,结合磨粒端面温度和一维导热模型计算热量传入工件比率.通过实验比较了分块杯形砂轮和普通杯形砂轮的磨削温度及磨后表面形貌,同时,分析了磨削参数对磨削温度的影响.结果表明：分块杯形砂轮磨削高硬度涂层球面较普通杯形砂轮具有更低的磨削温度和更好的磨削条件.