高硬度球面磨削过程中类爬行现象的分析和抑制

在高硬度球面磨削过程中发现了一种类爬行现象,通过对球面磨削的主轴 砂轮 工件系统物理建模,推导了实际进给量与理论进给量之间的关系,揭示了进给系统的刚度、进给量和进给时间间隔对进给误差的影响规律;分析了类爬行现象的发生机理及其对球面磨削质量和磨削效率的影响.为了避免球面磨削过程中类爬行现象造成的危害,提出了基于声音和电流信号的双阈值模糊自适应控制策略对高硬度球面磨削过程进行监控.实验结果表明,与定进给磨削方式相比,所提出的模糊控制策略提高了磨削过程稳定性和工件表面质量,有效抑制了类爬行现象的发生.     

基于动态阈值的模糊自适应控制高硬度球面磨削方法

为避免高硬度球面磨削过程中工件表面被拉毛,测量电主轴电流而间接获得磨削力,以电主轴电流作为反馈量来控制高硬度球面磨削过程中的磨削力.针对高硬度球面磨削过程中磨削力的特点,采用基于动态阈值的模糊自适应控制策略（DTFACO）,自动获取并实时调整电流阈值,对影响磨削力的磨削深度和摆动角速度在线模糊调整,以适应磨削过程并保持磨削过程稳定.实验结果表明,与定进给磨削方式（FFSG）磨削高硬度球面相比,在不降低磨削效率的情况下,DTFACO可以减小磨削后工件表面粗糙度,避免了高硬度球面磨削过程中工件表面被拉毛的现象.     

影响大型高硬球面磨削精度的因素及控制方法

为提高球面磨削精度,分析了影响大型高硬球面磨削精度的各种因素,提出了大型高硬球面垂直仰式精密磨削方法,该方法能避免重力变形、轴承及导轨磨损等因素对球面磨削精度的影响.通过有限元和实验分析,确立了大型高硬球面磨削过程中温度分布状况,提出了抑制热变形的冷却方式和磨削工艺.进一步提出了基于图像识别的球面磨削形状精度在位判别方法与控制策略,实验结果表明,该方法可以有效提高大型高硬球面磨削的形状精度.     

大型旋转曲面智能精密磨削原理与系统设计

摘要： 分析了球面、非球面等大型二次旋转曲面精密磨削原理,提出了一种只需2个直线运动和1个摆动运动就可以实现球面、非球面等大型二次旋转曲面精密磨削加工的方法.在此基础上,提出了一种基于法线跟踪的面形精度在位实时检测方法,并设计了大型旋转曲面智能精密磨削系统.结果表明,采用所提出的方法能够使砂轮主轴旋转中心线与二次曲线上磨削点的法线重合,从而提高磨削精度和磨削效率.     

高硬度球面磨削中球面形状误差分析与补偿

为了提高高硬度球面磨削后的形状精度,分析了新型高硬度球面磨削机床中球面形状误差来源,针对实际加工过程中出现的鞍形球面,提出了采用退让式球面磨削的方法.实验结果表明：退让式球面磨削可以有效减小球面形状误差,对高硬度球面磨削具有实用价值.     

传统展成式球面磨削中球面形状误差分析与补偿

为了提高传统展成式球面磨削球面形状精度，分析了磨削中的球面形状误差，针对大量出现的“谷形”球面形状，开发了新型球面磨削机床，并提出变进给磨削方法减小“谷形”球面形状误差.实验结果表明，采用变进给球面磨削方法后球度误差可减小到5 μm，完全满足使用要求.     

工件端面砂带振动磨削的实验研究

为了解决在实际生产中高温合金钢工件在用砂轮磨削时,不能达到较低的表面粗糙度值,从而不能满足工艺要求的问题.应用砂带磨削技术,采用在CA6140车床上安装精密带式振动研抛头架磨削工件端面的方法,从工件转速,砂带粒度,横向进给量和加工时间对工件表面粗糙度的影响方面进行了实验研究,结果表面粗糙度值可以达到要求,从而得出了在保证加工效率的前提下,用砂带磨削使高温合金钢工件表面粗糙度达到工艺要求的方法.     

精密与超精密磨削的发展现状

介绍了精密磨削与超精密磨削的机理,阐述了精密磨床以及精密磨削与超精密磨削技术的研究现状,并分析了精密磨削与超精密磨削的发展趋势.     

球面磨削表面粗糙度的仿真研究

在未变形切屑厚度模型的基础上,考虑多磨粒轨迹叠加作用对磨削表面质量的影响,建立了球面磨削表面粗糙度的预测模型,并对影响球面磨削表面粗糙度的因素进行了理论分析和实验研究.结果表明,基于球面粗糙度数学模型的理论分析结果与实验结果较吻合,从而验证了所建立的球面磨削表面粗糙度模型的正确性.     

杯形砂轮磨削球面的表面粗糙度分布

基于杯形砂轮回转式磨削球面原理,对各个砂轮块运动轨迹在球面分段纵切的单位圆周长度上的落点数量进行统计,发现了不同尺寸杯形砂轮磨削球面的轨迹密度及表面粗糙度的分布规律.对比2组粗糙度测试实验,验证了轨迹密度分布所推测结论.实验结果表明,杯形砂轮尺寸、球面工件尺寸是影响杯形砂轮磨削球面粗糙度分布的关键因素.     

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.     

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.     

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.     

镍基高温合金磨削表面工艺性能试验研究

为了探究镍基高温合金的磨削表面工艺性能,采用单因素试验的方法,分别进行镍基高温合金单晶DD5和多晶GH4169的平面槽磨削试验,得到砂轮线速度、磨削深度和进给速度对其表面质量的影响规律,并对磨削亚表面微观组织和磨屑形貌进行观察.结果表明: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.在相同工艺参数下,多晶GH4169更容易加工,可磨削性能更好.随着砂轮线速度的增大,磨削亚表面出现塑性变形层且塑性变形作用减弱.磨屑主要有锯齿状和崩碎状等,其中锯齿状磨屑居多.     

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.     

窄深槽高速缓进给磨削温度的试验

为了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CBN砂轮对AISI 1045钢工件进行了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;分析了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。试验结果表明: 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。