工程陶瓷小砂轮轴向大切深缓进给磨削加工的砂轮磨损分析

小砂轮轴向大切深缓进给磨削以较大切深实现了较高的材料去除率,且使用的砂轮直径比常规磨削用砂轮小很多,我们针对这一特点开展了研究。实验通过改变砂轮转速、工件转速和磨削深度等加工参数,对轴向大切深缓进给磨削加工后的砂轮表面进行了形貌观测和磨损分析。分析表明,砂轮各部分的磨损形式与其在磨削过程中所起的作用有关:砂轮端面是磨削加工的主磨削区,磨粒和结合剂主要发生较大程度的磨损;砂轮圆周面主要对已加工表面进行修磨,因而结合剂和磨粒磨损为主要磨损形式;砂轮拐角作为过渡磨削区,承受的磨削力也比较大,而且由于磨粒与结合剂的结合力相对较小,因此易发生磨粒和结合剂的脱落。

大切深外圆车刀刀片紧固螺钉断裂失效分析

在石油化工及核电装备的制造中,大型厚壁筒类零件切削加工量很大,车削加工过程中刀具上的紧固螺钉断裂失效严重,导致生产中停机频繁,极大降低了刀具的使用寿命和生产效率。针对此种大切深车刀进行了三维结构建模,结合生产实际并以有限元仿真为研究手段,分析螺钉失效的根本原因,为提出有效提高螺钉寿命的措施提供理论支持。分析结果表明:在大切削深度加工条件下,刀片紧固螺钉失效的主要原因为"切削力与切削热耦合作用下的剪切疲劳失效。"切削热-力耦合作用加速了紧固刀片螺钉的疲劳失效,使用寿命降低较快。

大切深磨削温度场的理论解析

本文推导了基于半无限体表面移动倾斜面热源模型的大切深磨削非稳态温度场 ,通过计算 ,结果表明 :缓进给磨削温度达到似稳态温度所需时间比高效大切深磨削温度达到似稳态温度所需时间长得多 。

大切深锯切石材中锯片受力的有限元分析

通过测量大切深锯切石材条件下锯片承受的垂直力、水平力以及主轴消耗的净功率,分析了锯切力在锯切弧区内合力作用点的位置,确定了锯切弧区内载荷的分布情况.在此基础上,利用有限元方法对某一典型锯切参数下锯片基体和锯切弧区内锯齿端面的应力分布情况进行了计算分析.采用屈曲分析研究了使锯片丧失稳定性的临界载荷及其影响因素.研究表明,锯切弧区内锯切载荷基本上按三角形规律分布.锯切弧区内金刚石节块表面前后端应力存在梯度,而且随着节块长度的增大而增大.锯片的临界载荷随着锯片厚度、转速和夹紧比的增大而增大,随着锯片直径的增大而减小.

大切深可转位车刀的结构设计及热—力评价分析

以UG三维建模平台为设计手段,针对加工大型不锈钢化工件,设计了相匹配的大切深硬质合金可转位车刀的结构;基于有限元分析平台,对所设计的可转位车刀分别进行了结构静力分析和热—力耦合分析,通过对仿真结果的纵向个体和横向总体对比分析,得到只受切削力作用、受切削力与切削热的联合作用的车刀变形及应力变化趋势。从变形和应力角度考虑,评价刀具结构和选材的合理性、温度对刀具寿命的影响。由此可以得出:切削温度对刀具寿命具有重要影响,且在一定条件下,存在一个使刀具变形量为最小的刀杆悬伸量。

立装高效多功能大切深立铣刀

铣削时铣刀旋转刀齿交替地切入切出工件,使刀齿承受着很大的冲击载荷。在切削强度大,硬度高的难加工材料和为了提高加工效率进行高速,大进给、大切深的铣削时,冲击载荷更大,铣刀刀齿和所装的可转位刀片极易损坏。

小砂轮轴向大切深缓进给磨削的磨损特征

为了探讨小砂轮轴向大切深缓进给磨削技术的磨损特征和加工机理,对砂轮磨损情况、已加工表面和断面显微形貌等方面开展了研究。结果表明:氮化硅(Si3N4)陶瓷的已加工表面显微形貌存在塑性去除痕迹;断面形貌除20~50μm的变质层厚度存在裂纹缺陷外,基体部分未发现宏观裂纹;金刚石小砂轮的主切削区、过渡切屑区和修磨区存在的摩擦磨损、磨粒破碎和结合剂破碎3种基本耗损特征不同;砂轮磨损随着磨削深度、工件转速、进给速度的增大而增大,但随砂轮转速的增大而减小,且磨削深度影响作用最显著。

基于残留高度设计的模具加工用新型圆角端铣刀

针对工厂实际加工编程时用常规圆角端铣刀进行大切深加工造成的加工后表面残留高度大且不均,在初次荒加工后需要建立残留模型进行二次荒加工的情况,对常规圆角端铣刀的R角刃形进行优化设计,设计出一种有效降低被加工工件表面残留高度的大切深高效铣削刀具。建立该新型圆角端铣刀以及常规圆角端铣刀的水平切削行距与表面残留高度的数学模型。模型参数分析表明,该新型圆角端铣刀具有良好的切削效果。对新型圆角端铣刀及常规圆角端铣刀的切削仿真表明,前者的加工效率最高可提高2.4倍。对设计的刀具进行磨制,实际加工实验表明,相比于常规圆角端铣刀,应用该新型圆角端铣刀可降低表面残留高度1.96倍。

基于径向基神经网络对磨削功率预测的研究

将径向基(RBF)神经网络应用到工程陶瓷缓进给大切深磨削领域,建立了磨削功率随砂轮速度、工作速度、磨削深度变化的预测模型。研究结果表明:预测值与实际值最大误差为5.30%,平均相对误差为3.2%,因此,径向基神经网络能准确地预测磨削功率的变化趋势。

可有效降低表面残留高度的新型环形刀具设计

针对工厂实际加工编程时用环形刀进行大切深加工造成的加工后表面残留高度过大且不均,在初次荒加工后需要建立残留模型进行二次荒加工的情况,对环形刀的R角刃形进行优化设计,设计出一种有效降低被加工工件表面残高的大切深高效铣削刀具。以D20R1.5的环形刀为例,理论上该新型刀具比原环形刀加工后的表面残高降低了2.54倍。

涡旋曲面薄壁微细铣削试验研究

涡旋薄壁结构是一种典型的曲率变化的曲面薄壁结构,变曲率的曲面薄壁结构在电子、汽车及航空航天等领域应用广泛。此类薄壁结构在加工过程中时常会存在毛刺、尺寸误差及刀痕等缺陷,加工质量难以保证。在借鉴深切缓进给磨削工艺的前提下,提出了一种大切深缓进给的涡旋曲面薄壁微细铣削工艺,以表面粗糙度R_(a)、尺寸误差Δ_(w)及毛刺高度h为加工质量评价指标,进行了微细铣削试验研究,探究了关键铣削参数(每齿进给量f_(z)、轴向切深a_(p)、径向切深a_(e)及主轴转速n)对加工质量的影响,并进行了关键铣削参数优化研究,识别出了较优的切削参数组合,并成功进行了高质量涡旋曲面薄壁微细铣削试验验证。

SiCp/Al复合材料铣磨力试验研究

用大直径金刚石碗形砂轮对30%的SiCp/Al复合材料进行了大切深缓进给铣磨试验,研究铣磨力解析模型在该试验条件下的有效性。选取切削速度v_(s)、进给速度v_(w)和径向磨削深度a_(p)三个参数作为变量,进行单因素试验,并将理论计算结果与试验测量结果进行了比较分析。结果表明,在大砂轮大切深缓进给铣磨SiCp/Al复合材料的试验条件下,其铣磨力解析模型除切屑形成力、接触区摩擦力和增强相SiC颗粒的断裂破碎力外,还应考虑砂轮底面与工件材料之间的摩擦力。

碳化硅陶瓷高效端面磨削试验研究

碳化硅陶瓷材料多采用小磨削深度的传统磨削方法,磨削效率较低。采用金刚石砂轮对碳化硅陶瓷材料进行了端面磨削试验研究,选用低进给速度和大磨削深度,探究了不同磨削参数对磨削力和磨削表面粗糙度的影响规律,分析了磨削表面的损伤形式,进一步验证了碳化硅陶瓷磨削加工材料去除机理。试验结果表明,端面磨削方法可以进行大切深的磨削加工,砂轮预紧力对磨削力和磨削面粗糙度有一定的影响作用。

谈缓进给强力磨削工艺的应用

本文着重论述了缓进给强力磨削工艺的特点,以及这种磨削工艺在应用中应具备的先决条件。

超声振动打孔对微晶玻璃表面质量的影响

在超声振动打孔时,微晶玻璃最大切深决定了孔壁表面质量。基于脆性断裂材料去除机理,建立了简单实用的超声打孔材料去除率理论关系式,得出影响表面质量的主要工艺参数为:金刚石粒径、刀具转速和进给速度。通过正交实验方法,得到了微晶玻璃超声打孔的最佳工艺参数,金刚石粒径650#、刀具转速12000 rpm和进给速度5 mm/min。通过工艺参数优化后,微晶玻璃打孔质量得到明显提升,孔壁经过化学抛光处理后,表面粗糙度Ra达到0.0551μm,能有效提升激光陀螺腔体的真空特性和激光陀螺的性能。

杯形砂轮磨削氮化硅陶瓷表面形貌

磨削参数对工件表面加工质量有重要影响.杯形砂轮大切深缓进给端面磨削方法是一种高效、高精度硬脆材料加工方法.本文研究了利用此加工方法加工氮化硅陶瓷材料时,磨削深度参数与加工表面形貌之间的关系.利用一种非接触式白光干涉仪对工件表面形貌进行了测量和分析,发现随着磨削深度的增大,表面粗糙度无明显变化,而表面波纹度则受到显著影响.