高速磨削楔形区气流场建模与仿真

在磨削加工中,由于砂轮高速旋转在砂轮表面形成空气附面层,特别是在工件与砂轮楔形间隙内,附面层的压力场与速度场急剧变化,且在楔形间隙内出现了明显的返回流,严重制约磨削液的有效注入。利用附面层和流体力学理论建立了平面磨削中楔形区气流场的数学模型,并进行了仿真研究,结果表明:随着砂轮线速度的增大,楔形区的气流压强增加,气流速度也随之增大;随着砂轮与工件间最小间隙的减小,楔形区气流压力、水平方向气流速度以及垂直方向气流速度明显增加,返回流趋于剧烈,流场能量增加。

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。

纳米ZrO_2牙科陶瓷磨削材料去除机理的实验研究

对纳米ZrO2牙科陶瓷磨削中脆性和塑性去除转变的材料去除机理进行了理论分析与实验研究。利用K-P36精密数控平面磨床对3Y-TZP纳米ZrO2牙科陶瓷进行磨削加工实验。用YDM-III99型整体式三向压电磨削测力仪测量三向磨削力,用TALSURF5轮廓仪测量加工后的微观几何参数值,用扫描电镜观察表面微观形貌变化。实验结果表明,未变形磨屑的最大厚度小于1.9μm时为塑性去除方式;未变形磨屑的最大厚度为1.9～2.1μm时开始出现由侧向裂纹引起的脆性断裂去除,为塑性和脆性混合去除方式;未变形磨屑的最大厚度为5.23μm时,加工表面发生了大规模的脆性断裂,并且表面还残留了大量的半硬币形脆性断裂产生的凹坑,为脆性去除方式。

磨削加工运动学及有限元建模与仿真

介绍了建立磨削加工运动学模型的基本方法,讨论了对砂轮表面形貌的模拟,多种运动几何模型的比较以及应用运动学经验模型解析公式。详细介绍了有限元分析的基础,在磨削加工中利用有限元分析的理论,所开发的有限元仿真自主软件,能够自动产生完全的模拟仿真过程。研究表明,建模仿真对于研究磨削过程是非常适合的方法。有限元仿真方法可以让使用者对于加工过程有更好的理解,并可以帮助分析复杂的试验结果。经过计算机程序中的误差处理后,加工工件就能达到较高的精度,同时降低了制造成本。

磨削加工建模与仿真的研究进展（续）

热源的轮廓是随时间变化的。为了简化热源轮廓，通常将其理想化为矩形、三角型、抛物线型或者不规则四边形。要创建简单的热源模型，就需要已知从热源传向工件的热流密度qw。大多数的温度模型都是基于Carslaw／Jaeger理论。这个模型扩展为可以考虑工件接触区域前面和后面的冷却液以及夹紧区域的恒温（即环境温度）的影响。统一的热流密度可用以下公式进行计算：

磨削加工建模与仿真的研究进展

在过去的十年中，磨削过程中建模和仿真的相关性的关注程度显著上升，这是由于工业的需要，从近年来该领域出版物和研究活动的数量上可以看出。本文是与国际生产工程学会一磨削工业分会共同合作的研究成果，并对目前磨削过程中的建模和仿真的技术水平做了相关概述：对物理过程模型（分析和数值模型）和经验的过程模型（回归分析，人工神经网络模型），以及作为启发式过程模型（基于规则的模型）都做了相关描述。该模型的特点是包含工艺参数，如磨削力，磨削温度等，以及加工质量，包括表面形貌和表面完整性。此外，对于目前所提出的模型及建模水平的能力和局限性分别给出了相关实例。

磨削加工中切削液的应用方法综述

人们普遍认为，产生的热量是磨削加工热损伤的限制因素。为了消除这种能量传递的影响，切削液是适用于这种操作的常用措施。这些切削液能通过冲洗，润滑和冷却效果带走或限制转移到工件的能量总量。这里有许多新的和令人兴奋的切削液系统开发可以应用在磨削加工中。本文重点论述了近年来作为重点应用的切削液系统，并对今后在磨削加工的切削液应用提出了可能的途径。