导轨磨床加工工件表面波度成因的探索

本文以磨削加工过程的动态数学模型为基础,就外界干扰所引起的强迫振动以及内在反馈作用下产生的自激振动,对磨削加工后工件表面波纹度的决定性影响,进行了深入的研究。从而探索了由工件加工质量分析机床设备是否异常的方法,解决了实际中的问题,提出了降低和消除磨削波纹度的方向和措施。     

硬脆材料超声振动磨削的试验研究

针对硬脆材料磨削效率低的难题,研究了硅片的超声振动磨削方法。进行了超声振动磨削与普通磨削的对比试验,研究了磨削参数变化对磨削力及表面粗糙度的影响,根据试验结果,分析了硬脆材料的脆性与塑性去除机理。研究证明:超声振动磨削硬脆材料虽然使粗糙度略有变大,但能够明显提高加工效率,降低加工成本。综合考虑精度与效率指标,超声振动磨削是一种实用的硬脆材料加工技术。     

超声振动辅助微磨削温度场的实验研究

采用热电偶方法,对石英玻璃工件进行有、无超声振动的磨削温度实验研究。首先选择合适的热电偶及热电偶测温方法;然后设计了超声振动辅助微磨削实验方案并分析超声振动在不同加工参数下对磨削温度场的影响。实验结果表明:超声振动能够有效的降低磨削过程中的温度。     

超声振动辅助磨削脆性材料去除机理

脆性材料塑性去除有利于提高加工表面质量。采用切向、轴向和径向超声振动辅助磨削加工方法,对烧结钕铁硼NdFeB永磁材料去除机理进行了试验研究,结合脆性材料去除脆-塑性转变临界条件,分析了不同超声振动辅助方式对材料去除机理的影响。分析得出以下结论:轴向超声振动辅助磨削加工过程中,材料主要以塑性剪切的方式去除;切向超声振动辅助磨削加工过程中,材料主要以塑性方式去除,同时伴有少量沿晶断裂;径向超声振动辅助磨削加工过程中,工件材料主要以断裂破碎的方式去除,而且加工表面残留裂纹。因而,轴向超声振动辅助磨削最有利于实现脆性材料塑性去除。     

基于ANSYS的石英玻璃超声振动辅助微磨削温度场研究

本文对脆硬材料的超声振动辅助微磨削温度场有限元仿真进行研究。首先建立了超声振动辅助微磨削的能量分配比模型,基于能量分配比模型得到进入工件的热流量;其次,为验证理论解析模型,基于ANSYS建立了超声振动辅助微磨削的有限元模型,采用APDL语言对超声振动辅助微磨削温度场进行三维有限元仿真,仿真结果直观地揭示了三维温度场的形态特征和趋势规律。最后研究分析了不同磨削参数下石英玻璃磨削温度场的变化规律和边界尺寸效应。     

基于ANSYS的石英玻璃超声振动辅助微磨削温度场研究

对脆硬材料的超声振动辅助微磨削温度场有限元仿真进行研究。首先建立了超声振动辅助微磨削的能量分配比模型,基于能量分配比模型得到进入工件的热流量;其次,为验证理论解析模型,基于ANSYS建立了超声振动辅助微磨削的有限元模型,采用APDL语言对超声振动辅助微磨削温度场进行三维有限元仿真,仿真结果直观地揭示了三维温度场的形态特征和趋势规律。最后研究分析了不同磨削参数下石英玻璃磨削温度场的变化规律和边界尺寸效应。     

支承式无心磨削稳定性研究

在支承式无心磨削中,工件表面谐波的再生,导致磨削系统产生自激振动。对这种振动进行数学描述,便得出了磨削稳定条件以及研究稳定性的几种方法。生产现场的试验研究为理论分析提供了证据。     

考虑切入效应的立轴平磨再生稳定性分析

本文在考虑磨削过程砂轮与工件之间相对振动速度的基础上,提出了一个包括切入效应在内的动态磨削力模型和相应的磨削过程框图,并据据磨削系统的特征方程,推导出相应的无条件稳定判别式,由此绘制了极限磨削宽度b_(11m)和工作台转速N_w之间的理论稳定性曲线。     

超声磨削加工硬质合金材料的仿真分析

介绍了超声振动辅助磨削基于单个磨粒运动学、动力学和塑脆变形机理研究的研究现状。通过ANSYS/LS-DYNA对磨削加工和超声振动进行复合建模,生成磨削加工仿真过程的应力、应变云图和有效应力曲线,分析在限定条件下的工具几何尺寸、磨削深度、加工速度及施加超声振动对磨削加工结果的影响。     

快速点磨削工艺参数对磨削振动频率的影响

将频率视为一种新的特征参数来分析振动特性.首先提出了振动特征频率提取原理，通过快速点磨削振动特征提取试验获得了特征频率函数，随后分析了加工/空载状态下不同水平的工艺参数对磨削振动的影响，并结合砂轮与工件间的接触和能量传递关系分析了特征频率的变化规律.结果表明，加工特征频率始终小于空载特征频率，特征频率的相对偏差随砂轮线速度的增大而减小，随磨削深度、进给速度的增大而增大，同时比较了各工艺参数对特征频率的影响权重，提出了改善加工效率的思路.     

超精密非球面磨削加工微振动试验系统研究

分析超精密磨削加工中砂轮微小振动对工件表面质量的影响,建立磨削中振动引起工件表面轮廓误差的数学模型,设计相应的超精密磨削加工微振动试验系统,用以模拟磨削过程中砂轮径向、横向的微小振动和摆动.结果表明:合理选择砂轮振动频率或工件主轴转速能有效提高工件表面精度,降低表面波纹度.     

基于高效磨削的新型柔性砂轮研究

提出一种基于高效磨削的新型免修整型柔性砂轮。采用气囊式内胎和连接式弹簧环结构减少磨削中振动影响,便于控制砂轮表面砂带的张紧力。实验表明该砂轮具有高的磨削效率和精度。     

纳米复相陶瓷超声振动磨削表面微观特性

基于磨削表面几何和物理微观特性,对Al2O3-ZrO2纳米复相陶瓷二维超声振动磨削表面变质层进行了研究.AFM观测表明,二维超声振动磨削表层是以晶粒碎化的材料粉末化、少量的材料压碎和颗粒的脱落为主的塑性变形层,其表面粗糙度低于普通磨削表面粗糙度30%~40%.磨削表层和基体之间过渡层的X射线衍射峰具有半峰宽化现象,过渡层是以晶格畸变为主的塑性变形层,磨削表面无非晶相产生;在一定的磨削条件下,陶瓷材料纳米增韧改性和二维超声振动磨削技术相结合,可实现以非弹性变形为主要去除机理的超精密磨削表面.     

轧辊磨床颤振的变速抑制方法与动力学建模

轧辊磨削过程中受磨削参数和外界因素的影响,会诱发颤振导致轧辊表面产生振纹,严重影响磨削质量与效率。为了解决磨削中颤振带来的磨削质量问题,基于磨床双时延模型,考虑轧辊与砂轮转速的周期性变化,推导了变速工况下磨削力求解公式,建立了轧辊磨床砂轮与轧辊变速动力学模型。仿真分析了不同转速变化周期、幅值时轧辊磨床的振动特征,模拟了轧辊磨床不同磨削阶段的轧辊磨床颤振抑制方法。同时,将仿真数据与试验数据进行对比,验证了模型的有效性和准确性,为有效地抑制颤振和提高磨削质量提供了一个新的方法与手段。     

小波多尺度变换对滚珠丝杠振动信号处理效果的研究

针对磨削加工中滚珠丝杠振动信号存在低信噪比及野值的特性,提出了基于正交小波多尺度分解的振动信号滤波方法。利用正交小波多尺度变化的基本原理,将振动信号分解到各个尺度上。在各个尺度上分别进行振动信号特性分析,之后通过正交小波重构得到高信噪比、去野值的振动信号。通过仿真试验及真实实验数据分析,验证了振动信号经过小波多尺度分解和滤波和重构后,不仅信噪比得到提高,并且振动信号的野值特性也可以得到很好地剔除。     

磨粒磨损机理的探讨

砂轮磨损是磨削过程的重要问题之一。磨削的生产率、磨削比、表面应力和烧伤、自激振动等都与砂轮磨损有密切关系。磨粒磨损的研究能反映砂轮磨损最本质的一些因素,从而可对:砂轮选择、磨料改进、磨削用量的选择、冷却润滑液的配制和选用以及提高磨削质量等方面,提出有参考价值的资料和建议。近年来,在磨粒的磨损方面引进了金属学、金相、物理化学、固体物理等学科的基本理论和试验方法,使磨粒磨损的机理有进一步认识。说明这是一个包含力、热、化学反应、离子吸附、固体溶解等等多因素的过程。本文的目的在于综合介绍近年来磨粒磨损的研究情况和成果,并对进一步的工作提出一些看法。     

纳米复相陶瓷超声磨削频率与表面质量关系的实验研究

基于超声刻划试验得出超声振动下单颗磨粒去除材料方式的变化,从本质上解释了超声磨削下表面质量提高的原因.超声振动作用会导致材料的磨削层表面等效硬度急剧降低,材料去除方式从脆性向塑性转变,且随频率升高现象更为明显.实验结果表明,超声磨削下纳米复相陶瓷材料的表面质量高于普通磨削,且超声振动频率的升高对提高表面质量有促进作用.     

硬脆材料超声辅助复合加工机床及其工艺研究

针对硬脆材料硬度高、脆性大、可加工性能差,采用普通加工方法难以进行复杂曲面加工的问题,提出了一种新型的复合加工机床结构,具有五轴铣削、超声辅助磨削和电火花加工等复合加工能力.提出了非接触式旋转超声辅助磨削加工方式并对原型装置进行开发,利用电磁转换式供电方法,实现超声电源和振动系统间的非接触供电,并对相关参数进行了设计.开发了基于复合加工的开放式数控系统,实现了放电粗加工、旋转超声辅助磨削加工和脉冲放电加工方法的集中控制、协调和融合.最后通过实验验证了机床的复合加工能力,证明了硬脆材料复杂形面的超声辅助加工能力.     

高精度凸轮磨削加工的一种方法

提出了使用带有A轴的数控铣床进行高精度圆柱凸轮磨削加工的思想，分析了加工过程中存在的转速，振动等问题及解决办法,以及根据工艺要求对曲线进行插值，已知包络线求理论曲线的处理方法。     

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.