工程陶瓷高速深磨磨削力模型的研究

为实现工程陶瓷优质高效的磨削加工,对高速深磨磨削机理和工程陶瓷材料损伤机理进行深入系统的研究,建立工程陶瓷高速深磨磨削力的数学模型,并对该模型进行试验验证。结果表明,模型的计算值和试验结果的趋势一致,数值也非常接近。工程陶瓷磨削力模型与磨削试验均表明工程陶瓷的磨削力与材料的去除方式、力学性能及工艺参数有关。在材料发生塑性变形去除的磨削过程中,显微硬度越高材料的磨削力越大;材料脆性断裂去除时,断裂韧度越高、显微硬度越低材料的磨削力越大。砂轮线速度升高、工件进给速度或磨削深度降低,磨削力降低。材料去除方式不同磨削参数对磨削力的影响程度不同,且磨削参数对塑性去除材料的磨削力的影响要大于其对脆性断裂去除材料的磨削力的影响。

工程陶瓷材料高效深磨的试验研究

针对如何提高工程陶瓷加工效率,改善陶瓷零件的表面质量这一问题,对氧化锆、氮化硅和氧化铝三种陶瓷材料进行高效深磨的试验研究。单位砂轮宽度磨除率达120mm3/(mm·s),最大磨削深度为6mm。在此试验的基础上,对不同砂轮线速度、磨削深度和工件进给速度对陶瓷材料的磨削表面状况、磨削力、比磨削能和去除方式的影响进行研究。结果表明:随着砂轮线速度增加,磨削深度减小,将导致最大未变形切削厚度减小,单位面积磨削力减小,比磨削能增加,磨削表面的塑性痕迹增加,脆性断裂痕迹减少。在陶瓷材料的高速超高速磨削中采用较大切深,能提高磨削效率且表面质量变化不大。

工程陶瓷高效深磨磨削力和损伤的研究

采用树脂结合剂金刚石砂轮,对氧化铝和氧化锆等2种工程陶瓷进行高效深磨磨削加工.测量了磨削力,并对磨削表面形貌和亚表面损伤进行了观测.揭示了这2种工程陶瓷的高效深磨材料去除机理,氧化铝陶瓷主要为脆性去除,而氧化锆则是局部的横向裂纹和塑性去除.提出了磨粒的平均磨削力公式,讨论了磨粒的平均法向磨削力对陶瓷材料去除机理和磨削损伤的影响.

氮化硅陶瓷高效深磨温度的研究

采用K型可磨热电偶对氮化硅陶瓷高效深磨的温度进行了测量,讨论高效深磨中不同磨削参数对磨削区温度和能量分配的影响。研究结果显示,氮化硅陶瓷高效深磨中,磨削区温度通常在200～300℃之间,磨削能量分配系数在2%～5%之间。这表明大部分热量被磨屑和冷却液带走,避免了磨削区的高温。磨削区温度与弧区的平均热流密度有着较好的线性关系,即热流密度越高对应的磨削区温度越高。当砂轮线速度或磨削深度高于临界值时,磨削弧区的温度先逐渐升高到约250℃,然后急剧上升至接近干磨时的温度。

高效深磨中磨削温度和表面烧伤研究

介绍了一种高效深磨的磨削热模型———圆弧热源模型 ,该模型和直线倾斜平面模型相比改进了温度的预测 ;给出了圆弧热源磨削温度的积分公式和量纲一温度计算式 ;详细分析了热流量 ,推导了工件、砂轮、磨削液和磨屑的对流因子计算公式 ,在此基础上给出了最大接触温度的计算公式 ;使用J形热电偶测量了磨削接触面接近磨削烧伤时的最高磨削温度和磨削液沸腾的温度。实验结果与理论计算值对比表明 。

TC4钛合金高效深磨磨削力及比磨削能特征研究

针对钛合金磨削加工困难的特点,系统开展了TC4钛合金高效深磨工艺试验,对单位面积磨削力随最大未变形切屑厚度和当量磨削层厚度的变化情况和特征进行了分析,探讨了材料去除方式的变化,研究了TC4钛合金高效深磨过程中所消耗磨削功率的变化规律,为寻求适合钛合金高效深磨的工艺及方法,提高钛合金加工质量和效率打下一定的理论基础。

工程陶瓷高速深磨中声发射的实验研究

建立了工程陶瓷高速深磨中声发射的实验系统,自主开发了其中的声发射信号虚拟仪器采集系统.对部分稳定氧化锆(PSZ)和氧化铝进行了高速深磨声发射的实验研究,分析了磨削参数和工程陶瓷材料对声发射信号的影响.研究了砂轮修整前后声发射信号的变化.结果表明,即使在砂轮超高速和大切深下,声发射增加仍较小.选择砂轮超高速、大切深和小的工作台速度对高效低成本磨削工程陶瓷是有利的.运用声发射还可对砂轮磨损状态进行在线监测.

高效深磨的三种解析热模型

表达了三种高效深磨的热模型 ,分别是圆弧热源模型、均匀热源模型和三角形热源模型。用实验方法和理论计算方法研究了在高效深磨条件下磨削区的最高磨削温度。为了用高效深磨方式研究低合金钢的磨削性能 ,进行了平面磨削实验 ,测得了高效深磨条件下磨削区的最高磨削温度 ,并与用本模型计算结果进行了比较 ,发现实验结果与采用本模型理论计算结果基本一致 ,证明了该磨削热模型是正确的。

40Cr钢高效深磨磨削力试验研究

通过对40Cr钢在高效深磨条件下磨削力的试验研究,分析了不同工况对磨削力变化的影响,提出了40Cr钢高效深磨工艺参数的优化方案。试验结果表明:40Cr钢在高效深磨条件下,磨削力随磨削深度的变化呈波浪式起伏的非线性关系,随砂轮线速度的提高而明显减小,同时能获得比普通磨削大得多的比材料磨除率,以及较好的工件表面质量。

TC4钛合金高效深磨磨削机理

针对钛合金磨削加工困难的特点,系统开展了TC4钛合金高效深磨工艺试验.通过对单位面积磨削力F'随最大未变形切屑厚度hmax和当量磨削层厚度aeq的变化情况和特征进行分析,探讨了其材料去除方式的变化,研究了TC4钛合金高效深磨过程中消耗的磨削功率.为寻求适合钛合金高效深磨的工艺及方法,提高钛合金加工质量和效率打下坚实的理论基础.

高效深磨中温度的理论分析

本文提出了高效深磨的热模型。该热模型中 ,工件与砂轮的接触用圆弧面表述。发现接触角和Peclet数对磨削区温度有很强的影响。发现材料去除率高而且无磨削烧伤。新热模型对接触区温度很准确的预测。还发现高效深磨中比磨削能很低。而磨屑带走了大部分热。同时 ,在磨削液被阻碍进入磨削区后 。

工程陶瓷高效深磨ELID进程控制策略初探

在一些合理假设的前提下,建立了砂轮表面磨粒分布的理想几何模型,并在此基础上,结合磨粒磨损特性和法拉第电解定律,以磨粒突出高度保持不变为目标,建立了工程陶瓷高效深磨ELID进程控制的数学模型,由此数学模型可推出ELID进程的控制策略.为确认此控制策略的效果,分别以由数学模型所确定的电解参数和指定的不同电解参数对氧化锆陶瓷进行高效深磨ELID磨削,并对比其磨削力和表面粗糙度变化状况.试验结果表明该控制策略能够解决工程陶瓷高效深磨ELID进程控制问题,实现连续稳定的磨削过程.

部分稳定氧化锆PSZ高效深磨磨削力试验研究

本文对部分发稳定氧化锆陶瓷(Partialy Stabilized Zirconia,PSZ)在高效深磨条件下的磨削力进行了试验研究,分析了各种因素对磨削力的影响,并与其它磨削方式的PSZ陶瓷作了比较和综合分析。分析表明:PSZ陶瓷在高效深磨条件下,当比材料去除率一定时,工作台速度的变化对磨削力的影响比切深的变化对磨削力的影响大;磨削力与普通磨削相比较大,比材料去除率是普通磨削的几十倍;材料去除模式以显微塑性去除为主,磨削工件表面质量较好。

工程陶瓷高效深磨声发射实验研究

通过对部分稳定氧化锆(PSZ)和Al2O3两种工程陶瓷材料进行高效深磨声发射实验研究,分析了两种材料在高效深磨过程中随不同的砂轮线速度、工作台速度和磨削深度声发射信号变化的规律,也分析了在同一磨削参数下两种材料对声发射信号的影响。分析了高效深磨过程中声发射信号的频谱分布范围。实验研究结果表明,声发射信号与磨削过程有着良好的对应关系,可以利用磨削过程中声发射信号的变化规律实现对磨削过程的监测和控制。

硬质合金PA30高速深磨过程中声发射信号特征的变化研究

在硬脆难加工材料硬质合金PA30高速深磨声发射实验中,随着工件速度和磨削切削深度增加,声发射信号特征参数均方根(AE_(RMS))和磨削力变大;随着砂轮速度增大,AE_(RMS)和磨削力减小。磨削力和AE_(RM)S有相同的变化趋势。硬质合金PA30高速深磨AE频谱的能量在100～600kHz的频段比较集中,其AE信号频谱的能量与频率范围明显高于低速浅切磨削。

45钢高效深磨磨削力的实验研究

采用CBN砂轮,在砂轮线速度为90～210m/s的磨削条件下,对45钢进行了高效深磨实验。分析了不同工况对磨削力的影响。实验表明,在高效深磨过程中,提高砂轮线速度使磨削力减小,工件表面粗糙度值下降;增加磨削深度使磨削力上升、比磨削能下降、提高磨削效率,也能保证工件表面质量。

高速深磨磨削表面烧伤的实验研究

高速深磨磨削表面烧伤研究是高速深磨的非常重要的内容。文章通过测量40Cr钢高速深磨磨削试件表面烧伤层的深度,观察磨削表面质量,分析了高速深磨各种工艺参数对磨削烧伤层厚度的影响规律,研究了避免磨削烧伤和磨削裂纹的高速深磨磨削参数优化准则。

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.

工程陶瓷高效深磨表面粗糙度研究

介绍了工程陶瓷高效深磨的研究现状,阐述了高效深磨的实验方案,分析了三种实验工程陶瓷材料的性能。对工程陶瓷高效深磨磨削表面粗糙度进行了实验研究。

TC4钛合金高速深磨研究

针对钛合金磨削加工困难的特点,系统开展了TC4钛合金高效深磨工艺试验,通过对单位面积磨削力F随最大未变形切屑厚度hmax和当量磨削层厚度aeq的变化情况和特征的分析,探讨了其材料去除方式的变化,研究了TC4钛合金高效深磨过程中消耗的磨削功率。通过寻求适合钛合金高效深磨的工艺及方法,为实现钛合金高效精密磨削提供了一条有效途径,为提高钛合金的加工质量和效率打下坚实的理论基础。