砂轮磨粒尺寸及形状对磨削加工的影响

利用计算机数字模拟技术作为手段分析研究磨粒尺寸大小及形状对磨削加工过程和被磨例表面的影响。结果得出磨粒粒径大小影响到砂轮表层的磨粒中实际参加切削的磨粒数目，磨粒粒径越小，被加工表面粗糙度越小。由大大小小不同粒径磨粒构成的砂轮与单一粒径磨粒的砂轮相比，其被加工表面粗糙度要小得多。唐粒几何形状和磨粒表面微观粗糙度对被加工表面粗糙度影响不大。

磨粒尺寸和基体硬度对固结磨料抛光YAG晶体的影响

钇铝石榴石(YAG)是一种应用广泛的硬脆难加工材料,其抛光过程工艺复杂、效率低。固结磨料抛光技术具有平坦化能力优、对工件形貌选择性高、磨料利用率高等优点。试验采用固结磨料抛光YAG晶体,研究固结磨料垫的基体硬度和金刚石磨粒尺寸对YAG晶体的材料去除率和表面质量的影响。结果表明:当基体硬度适中为Ⅱ、金刚石磨粒尺寸3~5μm时,固结磨料抛光YAG晶体效果最优,其材料去除率为255 nm/min,表面粗糙度Sa值为1.79 nm。

转叶式舵机密封件在不同磨粒尺寸下的摩擦学特征研究

船舶转叶式舵机因体积小、功率密度高而逐渐替代传统的柱塞式舵机。然而,磨损过程中产生的磨粒常使叶片密封件产生异常磨损,引起密封失效,导致油压下降,造成转叶式舵机功能丧失。明晰叶片密封件与缸体内壁之间的摩擦磨损机理以及提取关键磨损特征是提高叶片密封件的磨损寿命和实现转叶式舵机智能故障诊断的关键。以常用于制作密封件的聚氨酯高分子材料为研究对象,研究其在不同磨损状态下的摩擦磨损行为,研究结果表明:随着液压油中铁屑磨粒粒径的增大,聚氨酯与碳钢球之间的摩擦因数、磨损体积、磨损形貌和振动等摩擦行为特征值逐渐增大,表明磨损状态逐渐恶劣。通过感知磨损过程中的摩擦学信息,包括摩擦因数、液压油中磨粒尺寸、磨损形貌、磨损体积、振动信号等特征,可为评估或预测转叶式舵机叶片密封件的磨损状态、故障形式提供有效途径。研究结果为揭示船舶转叶式舵机叶片密封件摩擦磨损机理提供了理论依据,为实现船舶转叶式舵机的智能状态监测和故障诊断提供了参考。

磨粒尺寸对硬质合金铣刀刃口钝化的影响

为研究剪切增稠抛光液中磨粒尺寸对铣刀刃口的影响,以硬质合金铣刀为研究对象,采用对比试验,进行钝化效果分析。试验结果表明:金刚石磨粒大小为3.4μm时,钝化后铣刀刃口仍有少量缺陷没有去除,但钝化值较大;金刚石磨粒大小为15μm时,钝化效果较好,钝化后铣刀刃口质量高;金刚石磨粒大小为61μm时,钝化后铣刀刃口磨损。因此,磨粒尺寸对钝化效果有重要影响,且当磨粒尺寸和淀粉分子尺寸接近时,剪切增稠抛光液具有较好钝化效果。同时,磨粒尺寸对钝化值影响较大,较小磨粒能够进入到刃口微缺口内部,材料去除较多,因此钝化值较大。

钎焊金刚石铣磨刀具磨粒粒度尺寸与排布间距对CFRP磨削质量的影响

碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)由于其低层间结合力和各向异性导致其加工过程中易出现分层、毛刺、撕裂等加工缺陷和刀具耐用度低等问题。采用有序排布钎焊金刚石磨削刀具及"以磨代切"加工工艺能够有效减轻分层缺陷。为制备出适合CFRP磨边加工的钎焊金刚石刀具,本试验制备了不同磨粒排布间距与不同磨粒粒度尺寸的5种刀具,对比分析了刀具结构变化对CFRP磨边加工磨削力与加工表面质量的影响。试验结果表明:在一定范围内,在相同磨粒排布间距和加工参数下,随着磨粒粒度尺寸变大,磨削力变化很小,加工表面质量变差;在相同磨粒粒度尺寸与加工参数下,随着磨粒排布间距减小,磨削力先增大后减小,加工表面质量变好。

磨粒对齿轮箱磨损状态的影响

工程实践中迫切需要探究齿轮箱润滑油中磨屑的变化规律,从而实现对齿轮箱磨损状态的准确评价,进而系统性地揭示齿轮箱的失效机理。采用自主研制的齿轮箱磨损试验机进行摩擦试验探究,采用分散添加不同粒径铁磁性颗粒进入润滑油以及对纯净新油品中铁磁颗粒浓度规律进行跟踪监测的方法,结合对齿轮表面的形貌观测以及油样中的磨损颗粒的铁谱分析和磨损类型判断等技术方法,系统分析了齿轮箱的磨损失效机理。结果表明:磨粒的直径分布导致了不同的齿轮箱磨损失效机理,小尺寸颗粒易造成齿轮箱发生滑动磨损,而大尺寸磨粒主要引起齿轮箱发生疲劳磨损失效;工程应用中,润滑油铁磁颗粒浓度变化曲线的斜率达到tan50°时,齿轮表面发生轻微的点蚀磨损;浓度变化曲线斜率增至tan70°时,齿轮箱齿面已发生严重破坏,应做出预警处理。

轨道交通车辆齿轮油中的磨损颗粒分析

轨道交通车辆齿轮箱具有速度高、冲击载荷大、工作温度范围宽等特点,因润滑故障而导致的摩擦、磨损、油温过高及轴承失效等故障已成为车辆运行中的典型故障模式。齿轮箱运转产生的金属磨损颗粒会加剧磨损,造成齿面擦伤及轴承异常等,同时磨损颗粒会吸附添加剂,催化齿轮油氧化,加速齿轮油衰变,缩短齿轮油的使用寿命,直接影响到齿轮箱的使用寿命与安全。为了研究齿轮油中磨粒对齿轮箱的影响,用原子发射光谱,铁谱及自动磨粒分析等方法对4列轨道交通车辆齿轮油的磨粒组成,含量,形貌及尺寸进行了跟踪分析。在一个试验周期(~200 Mm)内,齿轮油中的主要磨损颗粒为铁屑及铜屑,以4μm~6μm的正常磨损颗粒为主。试验过程中齿轮油的100℃运动黏度变化率在正常范围内,但酸值增加值超过限值(1.0 mg/g,达到了GL-5车辆齿轮油的换油指标),齿轮和轴承发生了一定程度的疲劳磨损。研究齿轮油中磨粒的生成趋势及齿轮的磨损状态,可为车辆齿轮箱的检修和齿轮油的更换提供依据。

磨削对氧化膜去除质量影响的稳定性与敏感性

目的研究磨削参数对电化学加工氧化膜去除质量的影响规律,以及各参数对氧化膜去除质量影响的稳定性和敏感性。方法在试件表面形成均匀一致,无缺陷电化学加工氧化膜的前提下,借助自主搭建的机械磨削实验平台,分别研究磨粒尺寸、工件速度、磨削压强和加工时间对氧化膜去除质量的影响,使用精密电子天平和扫描电子显微镜对实验前后的试件进行测量,结合稳定性与敏感性分析理论对实验结果进行分析。结果不同的加工参数对氧化膜去除程度的影响不尽相同,氧化膜既存在不完全去除的现象,也存在完全去除的现象。扫描电子显微镜结果也显示,不同尺寸的磨粒对氧化膜的破坏程度不同,其表面氧化膜的沟槽深浅不同。结论受氧化膜硬度低、容易去除和基体金属硬度高、不容易去除的影响,氧化膜去除质量随着工件速度和加工时间的增加呈现三次曲线的规律增加,随磨削压强和磨粒尺寸的增大呈线性增加趋势。磨削参数对氧化膜去除质量影响的稳定性与敏感性不同,而且在电化学机械加工生产应用中不改变磨削工具,所以在磨削参数相对值较低的区间,其对去除质量影响的稳定性由大到小(敏感性由小到大)为:磨粒尺寸、加工时间、磨削压强、工件速度。在磨削参数相对值较高的区间,稳定性由大到小(敏感性由小到大)为:磨粒尺寸、磨削压强、工件速度、加工时间。加工中优先选择稳定性高(敏感性低)的参数作为调整电化学机械加工效果的主要因素,可在提升经济性的同时,提高加工精度。

SKH51磨削粗糙度模型研究及工艺优化应用

基于SKH51高速钢磨削试验,利用最小二乘多元线性回归方法,推导并求解出了基于磨粒尺寸的表面粗糙度预测模型。基于求解出的粗糙度模型,利用序列二次规划优化方法针对企业实际的磨削问题,优选了合适型号的砂轮和磨削工艺参数。

pd因子对金属材料磨损行为的影响

金属材料的磨粒磨损性能常采用载荷(p)或磨粒尺寸(d)单因素参数进行评估,为了考察载荷和磨粒尺寸对金属材料磨损性能的综合影响,本文提出用pd因子(载荷与磨粒尺寸的乘积)来表征金属材料的磨损行为,研究了pd因子与不同金属材料磨损量之间的关系。结果表明:根据统计分析结果,金属材料的磨损量与pd因子呈现线性关系,随着pd因子值的增加,金属材料的磨损量也随之增加。利用弹性理论,建立了金属材料磨粒磨损的新模型,该模型能较好的反映pd因子对金属材料磨粒磨损性能影响的特征和机制。

基于激光三角法的CBN杯形砂轮表面形貌检测

分析了常见的砂轮表面形貌检测方法的局限性,阐述了激光三角法的基本原理.在此基础上,提出了激光三角法检测砂轮表面三维形貌的方法和装置,利用它可以对砂轮表面进行扫描测量,得到表面各点的三维坐标,随后通过origin软件的绘图功能和数据分析功能得到砂轮表面的三维形貌图和单个砂粒的三维尺寸.在实验中,得到了在航空发动机叶片磨抛中使用的60#杯形CBN砂轮表面0.5mm×1.6mm面积的三维形貌图,某单个磨粒宽度为209.1μm,磨粒切刃突出高度为17.3μm.该结果与用美国WYKO的白光干涉三维表面形貌仪测量结果之间的误差为1.00%左右,这说明所采用的激光三角法测量砂轮表面三维形貌是可行的.