基于球面磨削纹理的球度误差原位判别评估方法

对高硬度球面磨床中存在的几何误差进行了数学建模并分析其对球度误差的影响规律.建立了几何误差条件下磨粒运动轨迹的数学模型,定义了磨纹交错度这一特征量并用于评定机床几何误差的大小,提出通过视觉检测球体表面磨纹的交错度,进而判断球体球度的新方法.该方法可以在加工中对球体的球度误差进行原位评估,对球体球度的在线检测和误差补偿具有重要意义.

基于磨削痕迹仿真的磨削纹理生成机理

针对球面和非球面垂直磨削法加工中出现的磨削纹理,开展了基于磨削痕迹轨迹仿真的磨削纹理生成机理研究,建立了磨削痕迹运动分布方程,仿真分析了磨削痕迹在垂直磨削表面的生成和分布机制,揭示了磨削加工参数变化引起的磨削纹理生成机理。通过仿真结果可以看出,垂直磨削后的工件表面残留磨削痕迹分布为中心区域密集、外缘区域稀疏,并具备周期性、放射分布的特征;砂轮圆周上参与磨削的磨粒残留在工件表面的磨削痕迹长度、形状和分布规律几乎完全相同,磨削痕迹间仅存在一定的相位偏差;砂轮与工件的转速比为整数时,相邻螺旋周期的破碎磨削痕迹首尾相接,使得磨削痕迹交接处发生了破碎的耦合与扩展,加剧了工件表面的破碎,并将破碎的磨削痕迹连接在一起,形成磨削纹理。

摆动式展成球面磨削表面的纹理分析

基于空间运动学研究了磨削过程中磨粒在工件上的空间运动轨迹,建立了磨粒运动轨迹的数学模型,讨论了工艺参数对磨削纹理的影响,提出磨削纹理密度的概念并用于评价球面磨削纹理,分析了磨削纹理对密封面润滑和密封性能的影响,给出了有利于提高球阀性能的磨削纹理形状及磨削工艺参数控制方法,同时,对所建立的模型进行了实验验证.结果表明,磨削纹理的形状和分布取决于磨削工艺参数和系统结构参数,调整工艺参数和结构参数,可以改善球形工件的表面质量及其密封面的润滑和密封性能.

基于轴向和切向变速的蜗杆砂轮磨齿齿面纹理改变方法研究

蜗杆砂轮磨齿是重要的硬齿面精加工方法,但其在工件齿面上会留下不利于啮合噪声表现的平行纹理,在保持其工艺优点的同时,探究齿面纹理改变的方法具有重要意义。文章基于空间曲面啮合原理,结合接触迹和相对速度矢量进行工件齿面磨削纹理仿真;根据齿面纹理与磨削方向的对应关系,定义磨削方向角度对工件齿面纹理进行定量分析;通过建立齿面磨削方向模型,研究轴向和切向速度变化对齿高和齿宽方向上纹理的影响;提出轴向和切向变速的蜗杆砂轮磨齿加工方法,对比分析不同的变速曲线,设计使得相邻接触迹间速度差值最大化的正弦变速函数,建立各加工方法下的齿面磨削方向模型并进行对比。结果表明,该文方法可以在齿高和齿宽方向上改变齿面的磨削速度方向,进而达到改变齿轮纹理的效果。

硅片自旋转磨削的运动几何学分析

介绍了硅片自旋转磨削的原理,通过引入节点、节圆概念建立了硅片自旋转磨削的运动学模型,通过分析砂轮与硅片之间的相对运动给出了硅片自旋转磨削的运动轨迹参数方程。在运动学的基础上推导了磨纹长度、磨纹数量以及磨削稳定周期公式。分析了磨纹间距、磨纹密度与磨削表面质量的关系。给出了选定磨削条件下的计算实例。研究结果为提高硅片加工质量及合理选择磨削工艺参数提供了理论依据。

磨粒磨损对砂带磨削TC17表面完整性的影响研究

砂带磨粒磨损直接影响磨削表面质量进而影响构件综合服役性能。以表面完整性为评估指标,对砂带磨损前后钛合金的表面加工质量进行了试验研究,揭示了砂带磨粒磨损对磨削TC17表面粗糙度、残余应力和表面硬度的影响规律及机制。结果表明,磨粒磨损后由于高度均匀化、单位面积切削磨粒数增加、磨削深度减小,使得表面粗糙度减小、纹理均匀细腻,粗糙度降低可达70.3%。与磨损磨粒相比,锋利磨粒砂带加工表面材料发生了明显加工硬化,使表面硬度提升达到20%以上,而磨损磨粒加工表面发生了塑性涂敷,显微硬度略低于基体硬度。试验中,砂带磨削表面均实现了残余拉应力(约400MPa)向残余压应力(-300MPa左右)的转变。不同砂带的磨粒磨损对表面残余压应力的影响不同,锆刚玉砂带磨粒磨损使磨削表面残余压应力提升了33%,金刚石砂带磨粒磨损使磨削表面残余压应力降低了34%。

基于非负矩阵分解算法的工程陶瓷磨削表面损伤检测

考虑表面损伤检测在工程陶瓷表面质量评价中的重要作用,首次把非负矩阵分解(NMF)图像重构算法引入工程陶瓷磨削表面损伤检测中,并进行了理论分析与实例检测。首先,将输入图像数据集从原始数据空间降维到一个低维NMF空间,利用本文提出的图像重构相对误差0.1监督规则,确定子空间基r值。然后,利用两个低维非负矩阵进行图像重构,获取磨削纹理背景图像,并通过图像减法去除磨削纹理。最后,利用Canny边缘检测算法提取工程陶瓷磨削表面损伤图像。实验结果表明,该方法能够准确提取表面损伤并计算磨削损伤率评价参数。