工程陶瓷高效深磨磨削力的形成机理研究

根据工程陶瓷的系统高效深磨试验,研究发现：在高效深磨条件下,磨削氧化锆和氧化铝的材料去除方式不同,分别为塑性成形去除和脆性断裂去除;最大未变形切屑厚度增大至超过临界切深后,其对氧化锆的单颗磨粒法向磨削力的线性增长规律影响很小,而使氧化铝的单颗磨粒法向磨削力的增长趋势逐渐变缓;切向磨削力主要由滑擦和塑性耕犁作用引起的摩擦力组成.     

工程陶瓷高效深磨温度场的有限元仿真

在磨削温度实验的基础上,运用有限元法对工程陶瓷氧化铝及部分稳定氧化锆进行了高效深磨磨削温度场的仿真研究,得出了干磨及湿磨两种状态下工程陶瓷磨削温度场的分布;并分析了磨削温度梯度对工程陶瓷热裂纹的影响.结果表明:随着砂轮线速度增加,磨削温度场温度梯度增大;而随着磨削深度增大,不同材料的磨削温度梯度变化不同,且磨削温度梯度与磨削热裂纹的产生有一定的对应关系.     

工程陶瓷高效深磨温度场的有限元仿真

在磨削温度实验的基础上, 运用有限元法对工程陶瓷氧化铝及部分稳定氧化锆进行了高效深磨磨削温度场的仿真研究.基于磨削温度的实验和传热学理论,得出了工程陶瓷工件的磨削热分配比;得出了干磨及湿磨两种状态下工程陶瓷磨削温度场的分布; 并分析了磨削温度梯度对工程陶瓷热裂纹的影响.结果表明: 随着砂轮线速度增加, 磨削温度场温度梯度增大; 而随着磨削深度增大,不同材料的磨削温度梯度变化不同,且磨削温度梯度与磨削热裂纹的产生有一定的对应关系.     

纳米ZrO2增韧Al2O3复合陶瓷的超声磨削性能

采用树脂结合剂的金刚石砂轮,对纳米氧化锆增韧氧化铝复合陶瓷(纳米ZTA陶瓷)与普通纯Al2O3陶瓷进行了超声磨削对比试验,对磨削加工表面显微形貌进行了SEM观察,探讨了该材料超声磨削加工机理及主要磨削参数对磨削力的影响。研究结果表明:对纳米ZTA陶瓷采用超声振动磨削可以获得较高的表面质量和加工效率,因而是比较理想的加工方式。     

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.     

氧化锆陶瓷磨削机理有限元仿真与实验

目的研究氧化锆陶瓷材料在高速磨削条件下的去除机理,优化磨削参数,提高磨削效率.方法将单颗金刚石磨粒简化成圆锥形和三棱柱形两种形状,进行氧化锆陶瓷的磨削仿真,分析了磨削深度和磨削速度两个因素对磨削力和磨削表面形貌的影响.通过对氧化锆陶瓷进行内圆磨削加工实验,并获取相应的磨削力数据与表面形貌图像,对比仿真结果,证明了理论分析的正确性.结果随着磨削深度从1μm到9μm,磨削速度从23.0 m/s到74.9 m/s的增大,单颗磨粒磨削力呈单调递增的趋势,工件表面质量逐渐恶化.结论提高砂轮转速,降低磨削深度,有助于减小磨削力,提高磨削表面质量;在磨削深度、磨削速度两个因素当中,磨削速度对单颗磨粒磨削力及磨削表面质量的影响更大.     

陶瓷磨削的表面/亚表面损伤

磨削是目前工程陶瓷的主要加工方法，本文主要对国内外在陶瓷磨削后工件表面／亚表面损伤（主要是微裂纹和表面残余应力）方面所作的研究成果进行了总结、分析和讨论，提出了一些有待研究的问题及其研究思路。同时就作者所承担项目“纳米结构材料精密磨削及其预报”研究中的临界砂轮磨粒切深（dc)和被磨工件临界损伤深度Cr(临界中位裂纹长度）的预测模型进行了分析，并建立了临界砂轮磨粒切深（dc)理论模型。     

纳米结构陶瓷(n-WC/12Co)涂层材料精密磨削的试验研究

对纳米结构陶瓷(n—WC／12Co)涂层材料在金刚石砂轮精密磨削过程中的磨削力进行了较详细的试验研究，对常规结构陶瓷(c—WC／12Co)和n—WC／12Co涂层材料的磨削力作了对比磨削试验。分析了磨削工艺参数如砂轮磨削深度、工件进给速度、金刚石砂轮粘结剂类型和磨粒尺寸以及被磨试件材料特性等对磨削力的影响。结合被磨试件表面的扫描电镜(SEM)的观察，分析了n—WC／12Co涂层材料磨削的材料去除机理。     

基于不同单颗磨粒模型的微细磨削力研究

微细磨削技术能够实现硬脆材料复杂结构微小零件的高精高效低成本加工.通过深入分析微细磨削机理,考虑刃角圆弧半径的影响,建立了圆锥、球形、三棱锥、四棱锥等4种单颗磨粒切削力模型;采用VHX-1000超景深光学显微镜对Φ0.5mm、#600微磨棒表面磨粒形状进行观测分析并统计,建立了基于单一磨粒模型和基于综合磨粒模型的微细磨削力模型;在ZCuZn38上进行微细磨削试验,对比研究了微细磨削力理论计算结果与试验结果,并基于理论模型讨论了微细磨削力随工艺参数的变化规律.结果表明,单一磨粒模型微细磨削力与综合磨粒模型微细磨削力均能预测不同工艺条件下的微细磨削力,但综合模型微细磨削力的误差最小;不同磨粒模型计算得出的法向磨削力较为一致,但切向磨削力差异较大.     

单颗磨粒划擦陶瓷声发射信号 与材料去除体积关系研究

针对硬脆难磨削的氧化锆和氧化铝两种工程陶瓷,研究其磨削表面创建的声发射监测,研究单颗金刚石磨粒划擦陶瓷材料的去除体积与其对应的声发射信号之间的关联.试验结果表明:随着单颗磨粒划擦陶瓷去除体积的增大,其声发射信号在低频段的信号能量占比增大;声发射信号的均方根值、最大幅值和标准差等特征值增大,且这两种陶瓷材料单颗磨粒划擦声发射信号特征值的增大趋势不同;但这些声发射信号的特征值大小都与其对应的陶瓷材料去除体积有关.同时单颗磨粒划擦陶瓷的声发射信号的时间序列自回归AR(2)模型可以表示其对应的声发射信号.时间序列自回归AR(2)模型特征参数的绝对值都随划擦陶瓷去除体积增大而增大,且增大趋势与其声发射信号特征值的增大趋势相似.为工程陶瓷磨削表面创建的声发射在线监测打下了基础.     

平面磨削过程中磨削区温度的测定

本文简单阐述了平面磨削过程中磨削区温度的测定原理及方框图。此法测量简单，同时可用于干磨和湿磨。所测数值比较准确。     

Optimization Design of the Grinding Wheel Topography for High Efficiency Grinding

On the basis of the measurement of grains distribution on the grinding wheel surface, many experiential models of the grinding wheel topography were set up. But it is pity that few of them yield practical and valuable achievement as yet. The essential reason is that the common foundation of all these models was based on the actual measurement of specific wheel topography. So it didn‘t have universal applicability. Considering that the absolute irregular distribution of grains is not the requirement of the g...     

GLS销棒粉碎机湿式与干式粉碎机理研究（Ⅱ）

分析了ＧＬＣ销棒磨的粉碎机理，认为在湿式和干式状态下粉碎机对物料的超细粉碎结果不同，湿式粉碎物颗粒粒径远小于干式粉碎的。分析表明，液流对细上颗粒具有良好的解 聚作用，除此以外，认为粉碎腔内液固、气因两相所形成的流场对颗粒的超细粉碎有较大的影响。在此基础上，建立了粉碎腔内流体的运动模型，并对粉碎腔内液流及流的流场进行了数值模拟，比较了２种方式下流场的运动机理。     

磨削用量的优化设计

本文运用最优化方法,对磨削加工系统建立数学模型,在电子计算机上进行解析运算,以期得到一个使金属切除率最高.且满足一定约束条件的最优磨削用量,为磨削用量的合理选择提供一个理论上分析问题和解决问题的科学方法     

磨矿动力学参数对磨矿速度的影响

对磨矿动力学方程中的参数m和k应用解析几何和偏导数的方法进行研究,分析了磨矿动力学参数与磨矿时间的关系及对磨矿速度的影响.结果表明:在磨矿初期,当te1/k时,磨矿动力学参数k对筛上累计产率R起主要的影响作用,k越大,磨矿速度越快;随着磨矿时间的增加,当te1/k时,磨矿动力学参数m对筛上累计产率R起主要的影响作用,m越大,磨矿速度越快;并根据前人的研究成果验证了上述结论,上述研究结果可以很完整地分析各种不同的磨矿条件及物料性质对磨矿速度的影响,具有理论指导作用.     

磨削加工中磨削参数的模糊优化设计

将磨削加工中磨削参数的选择转化为优化设计问题．以最高生产率为目标函数，考虑了各约束边界的模糊性，建立了优化磨削参数的数学模型，运用模糊优化设计方法确定磨削加工中最佳的磨削参数。     

新型点磨削砂轮磨削表面/亚表面质量研究

区别于传统外圆磨削,点磨削加工砂轮轴线与工件轴线不平行,而是存在倾斜角α.设计了一种带有粗磨区倾角θ的新型点磨削砂轮,这种砂轮具有磨除率大、磨削表面粗糙度小等优点.由于α和θ的存在,改变了砂轮-工件接触区的几何关系,磨削表面/亚表面质量也随之发生变化.采用制备的新型砂轮,磨削材料为QT700的工件,检测工件表面/亚表面的金相组织、加工硬化和残余应力.分析α,θ以及磨削参数对表面/亚表面质量的影响规律,给出获得最优表面/亚表面质量的工艺参数,可知新型点磨削砂轮能够提高工件表面/亚表面质量.     

助磨剂对煤沥青磨矿动力学的影响

为制备煤沥青水浆清洁燃料,必须研究适合于煤沥青颗粒的湿法磨矿工艺.在试验室球磨试验的基础上,建立了煤沥青在MC(萘系磺酸盐)、AzMN(自制的改性α-甲基萘磺酸盐甲醛缩舍物)两种助磨剂作用下的磨矿动力学方程式.通过煤沥青在不同助磨剂条件下的粒级分布率比较,分析了煤沥青的研磨特性,确定了煤沥青水浆制备的磨矿工艺参数.研究结果表明:添加助磨剂可以明显提高煤沥青颗粒的磨矿效果,合成的AZMN对于煤沥青的助磨效果优于MC助磨剂.     

深切缓进给磨削烧伤实验研究

在磨削难加工材料的型面和沟槽中,较大的磨削深度导致磨削区温度较高,使工件表面发生烧伤.研究开展了一系列的深切缓进给磨削实验,分析不同磨削参数下工件的烧伤情况.同时,通过分析磨削时所消耗的磨削功率和磨削能,分析烧伤的原因,并提出判断工件烧伤的依据.     

磨削工艺参数对斜齿轮磨削温度的影响

基于矩形移动热源理论分析了成形磨齿工艺参数对磨削温度的影响。根据热量分配关系,导出了磨削区热流量的理论计算公式。根据有限元离散化原理,建立了单齿分析模型。在磨削区施加3类边界条件,进行了湿磨瞬态温度场的三维有限元仿真。研究结果表明:磨削弧内齿面温度在极短时间内上升到最大值,最高温度的节点位于弧区中心并靠近齿根;齿面表层的瞬态温度远高于其他部位并随着切深的增加温度降低;适当增大砂轮进给速度,减小齿面法向磨削深度和砂轮线速度时,磨削区瞬态温度得到有效降低。