超高速磨削的比磨削能研究

阐述了超高速磨削的机理,介绍了磨削中的尺寸效应和比磨削能。对超高速磨削条件下比磨削能的影响因素进行了分析,得出了在超高速磨削下,比磨削能与未变形的磨屑厚度的关系。同时,比磨削能随工作台速度、磨削速度、实际磨削深度以及材料的去除率的增加而降低,而良好润滑的磨削液可使比磨削能保持在低水平,在同样的磨削参数条件下,工件的材料对比磨削能也有一定的影响。采用超高速磨削,对改善磨粒的切削状态,降低比磨削能是非常有利的。

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。

cBN砂轮高速磨削镍基高温合金磨削力与比磨削能研究

磨削力和比磨削能是磨削过程的两个重要参数,也是制定合理的磨削工艺需要参考的两个重要因素。采用陶瓷结合剂cBN砂轮、电镀cBN砂轮以及单层钎焊cBN砂轮[1]进行了高速磨削GH4169高温合金试验,研究了磨削力、比磨削能与单颗磨粒最大未变形切屑厚度的关系,并在此基础上建立了相应的理论公式。研究结果表明,单层钎焊cBN砂轮在高速条件下更适合难加工材料的磨削,同时也验证了"尺寸效应"的存在及作用。针对磨削力与比磨削能的建模对于高速磨削机理研究与高速磨削工艺优化具有参考价值。

非圆磨削加工过程中磨削能耗建模与分析

非圆磨削加工过程的磨削能耗研究对实现曲轴、凸轮轴等复杂轴类零件大批量生产的低碳制造具有重要意义。分析异形零件非圆磨削运动特点,建立异形零件非圆磨削加工过程中的磨削力经验模型,并结合零件的受力情况,构建非圆磨削中工件所受扭矩以及磨削能耗的计算模型。通过仿真分析发现,在扭矩计算模型的参数中切向与法向磨削力比值?对其计算结果影响较大。为此在模型参数辨识中,提出以扭矩计算值和实测值对应各点间及峰峰值间相对误差为目标函数构造关于参数?的多目标约束优化问题,通过求解该优化问题得到最优的参数?。试验证明该方法能有效提高扭矩模型在实际应用中的可信度。以RV减速器偏心轴非圆磨削过程中的磨削能耗为例,利用提出的能耗计算模型,分析了不同磨削参数和磨除率对非圆磨削过程磨削能耗的影响,指导了非圆磨削低能耗加工参数的选取,为进一步优化非圆磨削加工能效提供了基础。

高速精密磨削9CrWMn冷作模具钢的磨削力和比磨削能

分析了高速精密磨削9CrWMn冷作模具钢的机理,采用DEFORM软件对高速磨削模具钢9CrWMn过程进行了磨削力仿真。使用高精密高速平面磨床对模具钢9CrWMn进行了高速精密磨削试验,并在线测量了多种工况下的磨削力。结果表明:在其他两组工艺参数不变时,随着工件进给速度增加,磨削力特别是法向磨削力会增大近45%;法向磨削力和切向磨削力随着砂轮的线速度上升而下降,法向磨削力下降近33%;磨削深度对磨削力影响较大,大的磨削深度对法向磨削力的影响尤其显著,可使法向磨削力增大近100%。分析了磨削工艺参数对比磨削能的影响规律,结果显示:随着磨削深度和工件进给速度的增大,比磨削能呈比较明显的下降趋势,符合磨削加工中的尺寸效应;随着砂轮线速度的增大,比磨削能呈上升趋势。最后,对高速磨削前后工件表面的微观形貌进行了对比分析,磨削力试验结果和仿真理论分析相一致。

基于比磨削能的聚晶金刚石磨削机理研究

本文基于试验所测定的聚晶金刚石(PCD)比磨削能u与磨削工艺参数的关系,结合所观查的对应磨削表面微观形貌,研究了磨削机理与比磨削能的关系。结果表明:比磨削能u值小即u<25000 J/mm3时,PCD材料磨削机理为疲劳脆性去除;比磨削能u值较大即25000 J/mm3≤u<120000 J/mm3时,PCD材料磨削机理为随着比磨削能u值的增大,疲劳脆性去除的比例减少、机械热去除及热化学去除的比例增大;比磨削能u值很大,即us≥120000 J/mm3时,PCD材料磨削机理为机械热去除及热化学去除、基本不发生疲劳脆性去除。

聚晶金刚石比磨削能的试验研究

本文通过试验研究了PCD材料的比磨削能u与磨削工艺参数的关系。结果表明,随磨削速度vs的提高比磨削能u的变化规律为:低速区,u值较小且增长速度缓慢;中速区,u值快速提高;高速区,u值达一稳态值。随切入深度ap的提高比磨削能u的变化规律为:ap小于某值时,u值快速增长;ap大于某值时:u直达一稳态值。随刀架静刚度Fa的提高比磨削能u的变化规律为:Fa低于某值时,u值以较快速度增长;Fa高于某值时,u值达一稳态值。同时通过分析可知,PCD的磨削机理与比磨削能u存在一定的关系。u值较小时,以疲劳脆性去除为主;u值较大时,随u值的增大疲劳脆性去除的比例减小、机械热去除及热化学去除的比例增大;u值达稳态时,以机械热去除及热化学去除为主,基本不发生疲劳脆性去除。

CSS-42L钢磨削力和比磨削能的实验研究

采用白刚玉和绿碳化硅两种不同磨料的砂轮对CSS-42L钢进行了平面切入式磨削实验。选取磨削力、磨削力比和比磨削能为指标,通过单因素实验分析比较了在白刚玉砂轮和绿碳化硅砂轮平面切入式磨削条件下,CSS-42L钢的磨削加工性。实验结果表明,相同条件下,绿碳化硅砂轮磨削时的磨削力、磨削力比和比磨削能均明显高于白刚玉砂轮;绿碳化硅砂轮从初期磨损阶段进入稳定磨损阶段所用时间至少是白刚玉砂轮的2倍;两种砂轮磨削时的比磨削能均随着当量磨削厚度的增加呈幂函数降低。

平面磨削石英陶瓷比磨削能正交试验研究

通过大量的正交试验,研究陶瓷材料在低速下的磨削性能,优化陶瓷磨削参数,对于丰富陶瓷磨削理论,指导实际生产实践具有重要的现实意义。

ORG磨削能力研究

在对ORG工作辊原理进行详细分析的基础上,通过改进模型控制方法、提高砂轮转速、增加砂轮线压力等措施,缓解了段差研磨能力不足问题;通过开发模型两次设定功能,从根本上解决了段差磨削时间不够的问题,为热轧带钢的逆宽轧制奠定了基础。

石英陶瓷比磨削能正交试验研究

磨削是陶瓷材料最常用的加工方法,选择合理的工艺参数,降低加工成本是陶瓷磨削加工研究的重要内容。通过大量的正交试验,研究陶瓷材料在低速下的磨削性能,优化陶瓷磨削参数,对于丰富陶瓷磨削理论,指导实际生产具有重要的现实意义。

基于比磨削能的花岗岩内圆磨削的正交实验

目的研究不同工况下,各种磨削参数组合对比磨削能的综合影响.方法利用Kislter旋转测力仪在线测量切向磨削力,采用正交实验方法设定影响比磨削能的磨床各项磨削参数.通过比磨削能经验公式计算出相应的比磨削能.结果得到不同工况下花岗岩内圆磨削的比磨削能.通过对实验数据的处理得到花岗岩的比磨削能在15～40 J/mm^3.与最小比磨削能0.669J/mm^3对应的因素分别为：砂轮粒度80^#、砂轮转速8.64 m/s、工件转速0.92 m/s.结论揭示了金属材料与硬脆材料去除方式的本质差别,对花岗岩比磨削能的影响因素主次顺序为：切削深度〉砂轮粒度〉砂轮转速〉工件转速.可知影响花岗岩比磨削能的内在因素为材料去除方式,得到了花岗岩内圆磨削的比磨削能的最佳工艺参数组合.

高速磨削18CrNiMo7-6磨削力和比磨削能试验研究

以高速重载齿轮常用材料18CrNiMo7-6为对象,采用陶瓷CBN砂轮对其进行高速磨削工艺试验。在测定磨削过程中的两个重要参数——磨削力和比磨削能的基础上,对试验材料在高速磨削加工中磨削力与比磨削能的变化规律进行了研究。剖析了高速磨削条件下磨削用量(如砂轮线速度、磨削深度和工作台进给速度)对磨削力以及比磨削能的影响,并建立了磨削力经验公式,确定了磨削参数与磨削力之间的定量关系,为18CrNiMo7-6在高速磨削条件下磨削参数的选择提供了依据。

单晶刚玉砂轮磨削GH4169合金磨削能传入工件比例研究

指出了确定磨削能传入工件比例对研究GH4169合金磨削机理的必要性,分析了已有理论计算公式确定磨削GH4169合金过程中磨削能传入工件比例的局限性。设计和实施了试验与有限元分析相结合的方法,对单晶刚玉砂轮磨削GH4169合金过程中磨削能传入工件的比例进行了确定,并进一步对该比例与磨削工艺参数之间的关系进行了研究,拟合了关系方程。结果表明,在试验工艺条件下,磨削能传入工件比例在25%~62%之间,且该比例与工艺参数之间的关系可用指数函数形式的方程描述。

磨削参数对木材砂带磨削能耗的影响

磨削加工是木质材料加工中非常重要的环节,直接影响产品加工精度和表面质量。目前关于木材磨削加工的理论研究不足,磨削工艺参数和动力配置不合理,导致磨削加工能耗较高。采用5因素5水平正交试验,考察了磨削深度(T_s)、砂带磨料粒度(G)、砂带速度(V)和进给速度(U) 4个磨削参数,以及磨削方向与木材纹理的夹角(λ)对砂带磨削杨木和红松时的空转功率(P_i)、有功功率(P_a)、磨削功率(P_s)、磨削力做功功率(P_(sf))及功率利用率(μ)的影响。采用BP(back propagation)神经网络系统建立木质材料砂带磨削P_(sf)和μ的仿真模型,最后用功率利用率的直观分析法对磨削工艺参数进行优化。结果表明:磨削参数对Psf的影响顺序为U>T_s>V>G,且都为高度显著影响因素;对μ的影响顺序为T_s>G>V>U,T_s为高度显著影响因素,G和V为显著影响因素。最佳功率利用率(高磨削效率)的磨削方案为:磨削深度0.1 mm,砂带速度10.74 m/s,进给速度5.16 m/min,磨料粒度60目,杨木横纹磨削,红松斜纹磨削。平均功率利用率45%,最大功率利用率78%,最小功率利用率21%。

基于改进遗传算法的磨削能耗预测及工艺参数优化

针对磨削过程中能耗预测及低能耗加工问题,提出了一种基于改进遗传算法的磨削能耗预测及工艺参数优化方法。首先,基于多元非线性拟合回归理论建立了表面粗糙度和磨削能耗的预测模型,并验证了预测模型的准确性;其次,遗传算法中将能耗预测模型作为目标函数,表面粗糙度预测模型作为约束条件,并采用改进的十进制编码解码和染色体三点同时变异方式进行工艺参数寻优;最后,通过实验数据验证了多元非线性拟合回归预测模型的准确性和求解算法的有效性。实验结果表明:该方法预测的工艺参数理论值可实现磨削加工中能耗最小化。

陶瓷高速深磨磨削能的形成和分配机制研究

在磨削试验的基础上,对工程陶瓷氧化锆和氧化铝高速深磨磨削能的形成和分配机制进行了深入地研究。介绍了比磨削能的变化情况,针对工程陶瓷在高速深磨时磨除率与比磨削能的不同表现,详细分析了各磨削参数对比磨削能等的影响规律,探讨了工程陶瓷材料在高速深磨时的磨削机制。

基于比磨削能的中低速钢轨打磨技术研究

为了提高钢轨打磨效率,依据现有机床加工磨削原理与高速切削比磨削能计算方法,开展中低速钢轨打磨切削量精准控制技术应用研究。以标准60N钢轨轨头廓面打磨为例,首先提取廓面几何特征并将其分为4个打磨区域,根据钢轨预打磨廓面比磨削能与切削量的经验关系,建立钢轨廓面各打磨区域切削量的经验计算模型,并通过现场打磨测试验证该计算模型的可行性和精准性。结果表明,经过3次打磨计算,钢轨轨头廓面区域2的磨削面积总量最大为7.28 mm^(2),区域3的磨削面积总量最小为1.18 mm^(2),并且现场打磨测试的总切削量与理论计算的相对偏差分别为-3.57%和-4.24%,磨削总量结果基本吻合,达到钢轨磨削精度要求。

无心外圆磨削能耗建模及优化研究

无心外圆磨削广泛应用各类棒料工件的精加工,其在加工过程中会产生巨大的能量消耗,为提高无心外圆磨削过程的能量效率,主要对磨削过程的工艺参数进行了优化。在考虑磨削功率、表面粗糙度及磨削用量约束的基础上,将砂轮线速度、导轮线速度、导轮架进给速度选为优化变量,以最小能量消耗为优化目标来建立数学模型;提出了蜜蜂进化型遗传算法并结合MATLAB软件对模型进行优化求解,将结果与传统遗传算法进行对比实验,验证了蜜蜂进化型遗传算法的有效性。

齿轮成形磨削能耗与表面粗糙度研究

齿轮成形磨削的能耗研究对于高精度齿轮的低碳制造具有重要意义。从数控成形磨齿机床的部件层面出发,分析齿轮成形磨削的能耗组成部分;基于磨削功率和材料切除率,建立齿轮成形磨削的净能耗密度模型;通过齿轮成形磨削试验发现,增加磨削能耗,会使表面粗糙度减小,但随着磨削能耗的持续增加,表面粗糙度减小幅度有限。研究结果为齿轮成形磨削的能耗与加工质量协同优化控制奠定了理论基础。