基于多种正交结构五轴磨床的多工步磨削加工后置求解研究

由于五轴磨床的多工步磨削加工后置处理需要考虑的因素较多且复杂,所以就会降低后置求解的准确度。于是文章提出了一种基于多种正交结构的五轴磨床后置求解方法。文章首先定义坐标系和砂轮组参数,然后建立、求解运动方程,最后通过仿真试验验证该运动方程具有一定的准确性和高效性。

单晶硅磨削加工后的表面损伤研究

为了了解硅片在磨削过程中的去除机理,采用显微光谱仪来探查磨削后表面的相变情况。结果可以发现精磨削后硅片表面存在-Si相、Si-相、Si-相和Si-相,这表明磨削过程中Si-相发生了高压相变,Si-相在磨削过程中容易以塑性方式去除。而粗磨硅片表面没有生成明显的多晶硅,只有少量硅以非晶形式出现,并在后续精磨过程中逐渐转变。由此可以看出粗磨硅片表面层损伤由大量的形状复杂的微裂纹、高密度位错、层错及弹性畸变层组成,其中以微裂纹、位错及层错为主。

叶片槽磨削加工后的回转式压缩机的高效化

回转式压缩机利用叶片遮断高压冷媒和低压冷媒,该叶片滑动部分的精度对效率有很大影响.另外,叶片槽被布置在气缸内面,历来都采用拉削加工.本研究改变拉削工序为磨削,大幅度提高了叶片槽的精度,并使回转式压缩机的效率COP(制冷系数)提高1%以上.

有序排布砂轮磨削加工BK7玻璃试验研究

考虑磨削过程中任意相邻磨粒之间的相互作用,针对单颗磨粒进行有序排布研究,提出一种能够控制任意两颗磨粒间距的有序排布策略.经过排布后的每颗磨粒作为单独切削刃,在工件表面先后切除材料后形成沟痕.根据排布策略设计3种排布方式,任意相邻磨粒间距分别为-50µm、0µm、50µm,利用电化学阳极溶解在砂轮基体表面制备排布模板,上砂电镀加厚制备相应的有序排布砂轮.采用磨削运动学方法,分析磨削中的磨削力和磨削温度变化情况,通过磨削试验测量实际磨削中磨削力和磨削温度并进行分析.结果表明,磨削力与进给速度呈正相关,磨削温度与进给速度呈负相关.磨削深度和磨粒排布间距综合影响温度和磨削力的变化,当磨粒间距较小时,随磨削深度的增加,磨削温度和磨削力稳步升高;当磨粒间距较大时,随磨削深度增加,两者先稳步升高,后缓慢升高.

W-Fe-Ni合金磨削加工的工艺改进

针对W-Fe-Ni合金薄板工件磨削过程中出现的问题,本文分析了其加工难点,并提出了独特的改进措施,保证了加工精度。实践证明,此改进措施效果较好,为此类零件的加工提供了一种可供借鉴的工艺方法。

燃气轮机动叶叶顶加工专用卧式磨削设备结构设计

重型燃机透平旋转叶片叶顶加工是叶片成型的关键工序,该工序加工精度决定了叶片顶部与其他部件装配间隙,该间隙大小可能会影响燃机运行做功效率,所以叶顶距转子中心回转半径关键尺寸需要准确控制。然而,不同规格功率的燃气轮机旋转叶片回转半径各不相同,需设计一种能适合不同回转半径叶片叶顶加工的自动化设备。针对耐高温镍基合金材料叶片加工特性硬化、热导性能差、切削力大等特点和传统CNC及电火花加工效率低、刀具损坏快、加工成本较高等问题,采用磨加工工艺与数字化控制相结合的方法开发一种磨削全自动化加工设备。该设备可以自动精确模拟不同规格燃机叶片回转中心实现不同回转半径的变化,同时可以模拟叶片绕转子中心旋转摆动动作;通过数字化实现叶片摆动大小角度的控制、可自动变换角度的磨削进给机构实现不同角度形状叶顶的磨削加工。试验结果表明,该设备功能达到设计要求且加工精度足够满足叶片叶顶加工公差,可用于批量生产。

磨削加工在钛合金铸件后处理阶段的应用

磨削加工是钛合金铸件后处理阶段的重要加工方法。经过磨削加工,产品可以达到期望的形状、尺寸、表面粗糙度和质量标准要求。但由于钛合金不同于常见金属的特性,其存在磨削去量加工困难的问题。本文通过阐述钛合金的材料特性及不同磨削加工方法的特点,结合实际磨削过程中钛合金磨削的难点列举分析了钛合金铸件后处理阶段的主要磨削加工方式和针对性解决方法,以充分发挥磨削加工在微细加工领域不可替代的优势及其在航空航天技术领域的重要支撑作用。

以镗、铣削复合加工代替磨削加工的工艺改进方法

磨削加工作为常规精加工的一种有效加工手段,能够很大幅度提升工件表面粗糙度和耐磨性,从而提升零部件加工精度,但是在磨削加工中有些零部件存在加工时间极长、加工工序冗杂等问题,这对于零部件在实际生产中会产生零件合格交付率低、生产效率缓慢的影响。因此,针对此类问题通过采用高硬度渗碳类产品零部件的加工刀具并且对刀具采用合理的涂层进行强化,能够实现以镗、铣削高速加工替代传统磨削的加工方法及刀具应用,克服磨削加工所带来的弊端,在保证产品质量的同时,提高了产品的加工精度及加工效率,消除了因磨削加工时所产生的高温变形等问题,提升了成品零部件尺寸的一致性问题。

微型点阵凸模磨削加工工艺研究

通过实际加工案例描述了微型点阵凸模磨削加工方法,分析了点阵凸模材料的磨削属性和磨削加工参数。通过对比磨削加工参数,总结点阵凸模磨削加工的最优加工参数,确保凸模加工尺寸,点阵凸模的加工工艺可为具有相同阵列特征的其他模具镶件的磨削加工提供参考。

一种磨削加工监控系统的设计

合理改进磨削加工的测量监控技术可有效提升磨床的整体加工能力。为此,针对磨削加工中尤其是深孔磨削中出现的问题,结合测量技术、自动对刀技术、传感器技术、监控技术等,设计一种适合磨削加工的磨床监控系统,可有效解决磨削效率较低、磨削质量的稳定性和一致性难以保证的问题。

电火花—ELID磨削复合法加工铝基金刚石试验研究

采用电火花—ELID磨削复合法对铝基金刚石进行精密磨削加工试验,探究不同工艺参数对铝基金刚石加工表面质量的影响规律,并对工艺参数进行优化。试验结果表明,采用放电电流为16A、放电电压为90V、脉冲宽度为30μs、铜极转速为400r/min电火花加工工艺参数进行粗加工,采用电解电压为70V、占空比为60%、砂轮进给量为0.8μm/次、砂轮转速为2880r/min的ELID磨削工艺参数进行精密加工,可实现铝基金刚石材料的精密加工,并获得了表面粗糙度Ra=136nm的铝基金刚石加工样件。

硬质合金整体刀具外圆磨削加工表面缺陷分析

亚微、超细和纳米晶硬质合金是硬质合金整体刀具的典型材质,磨削加工表面缺陷会严重影响其使用寿命和服役行为的稳定性。本文分析了硬质合金整体刀具外圆磨削加工表面存在的4种典型缺陷及其形成原因,即磨屑表面粘附、表面条状撕裂、黏结相浸出和次表层裸露、WC晶粒碎裂。剖析了硬质合金整体刀具磨削加工的特殊性,即(1)合金中易存在以Co池和WC晶粒异常长大为典型代表的微观缺陷;(2)高矫顽磁力导致的难消磁特性;(3)高硬度和高强度导致的磨削碎屑的强损伤力;(4)低热导率和强磨削力工况条件对磨削液施载效果的严要求;(5)微观缺陷与磨削液的交互作用可促进黏结相和硬质相的电偶腐蚀和磨削表面Co的浸出;(6)强磨削力和WC本征脆性共同作用下,WC微小碎粒的形成对高效排屑的严要求。在棒材材质质量控制、磨削加工、磨屑处置、加工工序、磨削液选择与使用、磨削后处理和产品包装等方面提出了一系列抑制与预防磨削加工表面缺陷的建议。

复杂形体叶片磨削加工表面残余应力试验研究

研究复杂形体叶片试件退火前、后残余应力分布的特征规律。结果表明,真空退火去应力的处理方案可以显著降低叶片磨削加工后残余的压应力,并去除有害的残余拉应力。对于TC4钛合金,建议采用550℃真空退火工艺来去除复杂形体叶片抛磨后的残余应力。

异形盘类零件磨削加工定位夹紧装置的设计

一般夹具设计时,往往是基于一次装夹完成所有部位加工的思路来进行设计。但在设计某些异形盘类零件夹具时,却需要打破常规设计思路,化整为零,充分利用零件自身几何特征,设计出结构简单、装夹方便、定位精准的专用夹具。以一种适于磨削加工的异形盘类零件为例,充分利用普通磨床的加工能力和待加工零件的几何特征,设计一种特殊夹具。虽然该夹具一次只能加工零件一个部位,但却可以实现一次装夹多个零件,并可通过固定规律的装夹与加工,最终保证零件加工质量并实现零件的高效加工。

面向航空航天难加工材料磨削过程的模拟与智能控制

近年来,钛合金、高温合金、金属间化合物、高强度钢等难加工材料凭借优异性能广泛应用于航空航天领域关键构件。磨削作为难加工材料及关键构件精密制造的终加工方法,对制造质量与生产效率具有直接影响。然而,由于材料的难加工特性以及磨削过程的复杂性,导致磨削过程极易出现磨削力大、磨削温度高、砂轮磨损严重以及加工质量差等问题。本文针对航空航天难加工材料,以磨削加工过程模拟与智能控制技术为主线,总结了磨削过程力、温度、砂轮磨损及表面完整性等方面的研究进展和现存问题。最后,本文针对当前研究存在的主要问题,对未来磨削过程模拟与智能控制技术的发展趋势进行了展望。

磨削加工中声发射监测技术研究进展

从磨削加工声发射监测原理、特征提取与选择、监测模型和监测系统开发4个方面系统地阐述了磨削加工声发射监测技术的研究现状。首先针对磨削中声发射信号源及特性进行综述,重点阐述不同磨削状态下声发射监测的原理;随后对比了磨削加工声发射监测中常见的特征提取与选择方法和监测模型,比较各方法的优缺点,概括了现有监测系统的开发情况;最后对以上几方面研究的发展趋势进行了展望。

陶瓷主活塞体磨削加工技术

针对陶瓷主活塞体在磨削加工中出现的变形、不易装夹等问题,对其加工工艺进行改进,解决了工件烧伤、变形、装夹不便和金刚石砂轮不易修整等难题,提高了生产效率与产品合格率,为该类工件加工提供了一种新的工艺方法。

面向低碳制造的轴类零件磨削加工参数优化

全球变暖问题日益严重,全球各国愈发关注温室效应问题,发展低碳理念已经刻不容缓。我国制造业快速发展的同时对环境产生了较大的影响,其中碳排放量显著增加。因此制造业应积极响应国家双碳政策,降低制造业碳排放。本文从磨削加工中碳排放和加工成本影响因素出发,结合约束条件建立以低碳低成本为目标的轴类零件磨削加工优化模型。在此基础上,选用改进粒子群算法作为优化算法对轴类零件外圆精磨加工多目标优化模型求解最优工艺参数。结果表明,实验磨削加工工艺的碳排放减少了17.3%,加工成本减少了30.7%。本文所建立的模型和工艺参数优化方法可为企业低碳低成本制造提供一种可行方案。

旋转超声磨削加工建模与仿真研究

旋转超声磨削加工结合超声加工和磨削加工的技术优势,在难加工零件的精密制造中具有较大应用潜力。根据旋转超声磨削加工机理,建立旋转超声磨削加工中材料去除体积和加工表面粗糙度的数值计算模型。基于MATLAB软件编写旋转超声磨削加工仿真程序,对材料去除体积、加工表面形貌和表面粗糙度进行仿真模拟,并探究不同加工参数对表面粗糙度和材料去除体积的影响规律。仿真结果表明:主轴转速与超声振动频率之比(n/f)对加工表面形貌和去除体积有决定性影响,n/f比值增大能够有效降低表面粗糙度和提升材料去除体积;详细探讨了磨粒直径、振幅等参数对旋转超声磨削加工表面形貌和去除体积的影响规律,并仿真模拟了参数优化前后的加工表面形貌。

高温合金磨削热损伤的形成机理及对表面完整性的影响

高温合金磨削加工过程中易出现热损伤缺陷,严重降低零件的疲劳寿命,为解决该工程问题,采用锆刚玉砂轮与微晶刚玉砂轮对高温合金开展了深切缓进磨削试验.研究磨削工艺参数对磨削温度、磨削力,表面形貌与表面粗糙度的影响规律,揭示高温合金磨削热损伤的形成机理与有效抑制措施,对比分析磨削热损伤对表面完整性造成的影响.结果表明,加工弧区瞬时高温是引起高温合金磨削热损伤的本质原因,微晶刚玉砂轮因自锐性优势能有效抑制磨削热损伤,高温合金磨削热损伤表面呈现氧化变色、鱼鳞状涂覆纹理、硬度下降与残余拉应力等表面缺陷.实现高温合金无热损伤磨削的有效手段是降低磨削热量的产生与加工弧区的强化换热.