金字塔型砂带磨粒排布对表面磨抛形貌的影响

为研究金字塔型砂带磨粒排布对磨抛加工工件表面形貌的影响,建立金字塔型砂带磨抛加工的数学模型及解析算法,采用Abaqus软件进行粗糙度值的模拟仿真预测,通过机器人磨抛系统平台进行金字塔型砂带磨抛实验并检测加工后工件的表面形貌,与仿真预测值进行对比。结果表明:粗糙度仿真预测值与实际测量值变化趋势相同,吻合度良好,误差在0.03μm以内,最大误差率为16.6%。仿真模型与实验过程保持一致,可以用于预测金字塔型砂带磨抛加工的表面粗糙度。

磨粒排布对加压内冷却砂轮磨削性能的影响

考虑磨粒排布方式对砂轮磨削效率和性能有重要影响,设计制备磨粒无序和有序排布的加压内冷却砂轮,利用砂轮表面形貌检测和图像识别技术,建立砂轮磨削GH4169高温合金的三维有限元模型。采用不同磨粒排布的砂轮开展磨削GH4169高温合金的实验研究,对比分析磨削力、磨削温度、加工表面粗糙度以及表面微观形貌,研究磨粒无序和有序两种排布方式对砂轮磨削性能的影响。结果表明:对于加压内冷却砂轮而言,相对磨粒无序排布,磨粒有序排布方式能获得更优良的加工表面质量,磨削力、磨削温度和表面粗糙度均降低,且工件表面形貌更加规则完整。

金刚石磨粒排布方式对交叉微流道形成规律的影响

依据交叉型微流道的结构设计要求,分析了金刚石磨粒排布方式对交叉微流道形成规律的影响。仿真了固定磨粒研磨加工轨迹的均匀性,计算了不同磨粒排布方式下加工轨迹线形成的微流道分形维数,得到了被加工工件表面的宏观和微观开孔率。综合对比了不同磨粒排布方式对轨迹均匀性、分形维数和开孔率的影响,获得了最佳的金刚石磨粒螺旋排布方式。

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.

超硬磨粒可控排布砂轮研究进展

在磨削加工过程中,砂轮上磨粒的分布、排布方式影响着磨粒与工件材料的相互作用形式、磨削痕迹分布次序及材料去除特性等,进而决定着磨削表面形貌、亚表面质量、磨削力等。相对于磨粒随机分布的砂轮,通过合理调整有序化砂轮表面上磨粒的位置和分布方式,有助于使砂轮表面磨粒受力均匀、容屑空间大小合理,从而减小加工过程中的磨削力,降低磨削温度,提高磨具的寿命及磨削性能。目前,相比磨粒簇和结构化等有序砂轮,磨粒有序化砂轮的研究是发展较早、相关理论较多、相对成熟的研究方向。综述了超硬磨粒可控排布砂轮制备的研究现状,探讨了磨粒定向排布、叶序排布与其他排布超硬磨粒可控排布砂轮的理论及应用现状,展望了超硬磨粒可控排布砂轮未来的研究方向。

磨粒叶序排布砂轮磨削筋条表面力的表面效应

为了探索筋条表面磨削过程中,磨粒叶序有序化砂轮的磨削力对工件表面几何形貌的影响规律,首先,根据筋条减阻表面的特征参数,设计能够实现筋条减阻表面加工的磨粒叶序排布砂轮;其次,建立筋条减阻表面磨削过程的简化模型,对工件表面形貌进行力学仿真;最后,研究磨削速度、磨削深度、磨粒角度、排布参数等对筋条表面几何形状的影响规律。结果表明,磨削速度增大时,工件表面材料的隆起变形高度随磨削力的减小而增大;磨削深度增大时,材料的隆起变形高度随磨削力的增大而减小;磨粒角度增大时,材料隆起变形高度随磨削力的增大,先增大后减小;而在叶序系数增大过程中,材料隆起变形高度随磨削力的增大而增大。

磨粒有序化排布油石超精研规则网纹表面的运动仿真

为得到外圆零件表面均匀一致的网纹结构,降低零件运动过程的摩擦阻力,设计叶序、阵列、错位3种磨粒排布方式的油石,并通过油石正弦振荡方法进行外圆表面超精研磨。通过MATLAB软件进行运动学仿真,获得3种磨粒有序化排布方式的运动轨迹和超精研圆柱工件结构化表面的变化规律。结果表明:使用磨粒有序化排布油石正弦振荡可以加工出排布一致的结构化表面。在叶序排布下,振幅与磨粒排布叶序系数的比值为1.4821时,工件表面平台面积近似相等,网纹均匀一致;此时增大振幅和叶序系数,网纹密度会减小,单个平台面积增大。磨粒叶序排布比阵列排布和错位排布研磨得更充分,平台面积也更均匀。

表面纹理的空间参数表征及在磨粒可控排布砂轮表面的应用

磨粒的可控优化排布能够有效改善砂轮的磨削性能。为了表征磨粒可控排布的效果，评定排布工艺的质量，采用最新的表面三维形貌评定标准ISO25178—2空间参数（最速衰减自相关长度Sal，表面纹理结构比率Str,表面纹理方向Std）对其表面进行分析。首先研究了空间参数的表征意义及其求解方法，然后用Matlab软件模拟具有不同磨粒排布类型的砂轮表面，分析了各空间参数在磨粒可控排布砂轮表面的应用。结果表明空间参数可以应用于磨粒可控排布效果的表征和评定，从而为磨粒可控排布砂轮的检测和评定提供了一种新方法。

磨粒有序排布电镀砂轮缓进给磨削力的仿真研究

利用有限元分析技术对磨粒叶序排布砂轮、错位排布砂轮、矩阵排布砂轮进行了磨削力对比仿真研究,获得了不同磨削用量对磨削力的影响规律。仿真结果表明:叶序排布砂轮磨削区域的磨削力最小,错位排布砂轮居中,矩阵排布砂轮磨削区域的磨削力最大。

超硬磨具磨粒有序排布技术的原理及应用

磨料有序排布的超硬磨料工具是磨削工具家族的新品种,其工作表面具有按一定规律整齐排布的磨削刃,与传统磨具相比具有容屑空间大、磨削刃锋利、磨削力小和磨削温度低等优点,目前已经成功应用于高效精密磨削加工领域,并表现出良好的应用潜力。但如何实现磨粒高效率和精确的有序排布还是一个难题,因此迫切需要发展新的磨粒排布技术。文章介绍了有序排布磨料的基本理论,磨具的构造、主要制造方法以及研究发展情况,分析了排布方式对磨削性能的影响,并对其今后的发展方向进行了展望。

磨粒有序排布曲面砂轮设计及磨削性能实验研究

提出一种曲面砂轮表面磨粒有序化排布的设计方法,制备磨粒有序排布和无序排布的2种曲面砂轮。通过磨削实验,从磨削力、砂轮磨损及工件加工形状误差等3个方面对比研究。结果表明:在整个磨削过程中,磨粒有序排布的曲面砂轮的磨削力总体上小于磨粒无序排布的曲面砂轮的磨削力。磨粒有序排布曲面砂轮的磨粒磨损一致性优于无序排布曲面砂轮的。整体磨削过程,磨粒有序排布曲面砂轮加工工件形状精度的平均值较磨粒无序排布曲面砂轮的加工形状精度提高了34%。通过对曲面砂轮表面的磨粒有序化设计,可以有效提升曲面砂轮的使用性能。

磨削工具磨粒有序化排布研究现状

磨粒有序化砂轮因可以很好地解决传统磨粒随机排布砂轮容屑空间小、磨削性能差等问题而逐渐被广泛关注。砂轮的有序化包含磨粒有序排布样式的设计和磨粒有序化的实现方法。磨粒有序化的排布样式从简单的单层到复杂的三维以及磨粒群排布,磨粒有序化排布主要通过模板法、掩膜法、点胶法等方法来实现。通过总结对比近几年关于磨粒有序化的排布样式、实现方法以及有序化磨具的磨削性能等,指出磨粒有序化研究方面存在的一些问题,并提出了下一步研究方向。

单层钎焊CBN砂轮表面形貌重构与磨粒切厚分布特征研究

为了更加准确地研究磨削加工机理及预测磨削结果,测量并重构单层钎焊CBN砂轮的表面形貌,并以此为基础研究不同工艺参数下的单颗磨粒切厚分布特征。结果表明:试验砂轮表面磨粒高度的分布形态并不符合正态分布特征,需要采用Johnson变换重构整个砂轮表面的磨粒高度分布特征;单颗磨粒切厚分布特征受磨削参数和砂轮磨损的影响较大。

有序化砂轮磨削筋条表面中力对表面的效应

为了提高筋条减阻表面的加工质量,对磨粒有序化砂轮的磨削力对工件表面几何形状的影响规律进行研究。首先,根据筋条减阻表面的参数,设计能够实现筋条减阻表面加工的错位排布砂轮;其次,建立了筋条减阻表面磨削过程的简化模型,并基于有限元对工件表面形貌进行了力学仿真;最后,研究磨削速度、磨削深度、磨粒角度、排布参数等对筋条表面几何形状的影响规律,综合探讨磨削力和表面形貌之间的关系。结果表明,在磨削速度增大时,工件表面材料的隆起变形高度随着磨削力的减小而增大;在磨削深度增大时,材料的隆起变形高度随着磨削力的增大而增大;在磨粒角度增大时,材料隆起变形高度随着磨削力的增大,先增大后减小;在磨粒排布参数增大的过程中,材料隆起变形高度随着磨削力的增大而增大。

磨粒有序化砂轮磨削微沟槽减阻表面的研究

为研究砂轮磨粒排布样式对磨削结构化沟槽表面的影响,使用叶序、错位和阵列3种磨粒有序化排布的砂轮磨削工件平面。首先,建立3种有序化排布的数学模型;其次,根据结构化沟槽表面减阻的特性参数,设计砂轮磨削参数,并使用MATLAB软件进行磨削运动仿真,将仿真结果与理论计算值进行比较;最后,使用磨削试验验证数学模型与仿真结果的可靠性。结果表明:3种磨粒排布有序化的砂轮均能磨削出微沟槽表面,此时相邻两行磨粒的轴向间距分别为0.04 mm(叶序排布)、0.40 mm(错位排布)和0.80 mm(阵列排布),对应的磨削深度均为0.050 0 mm;磨粒阵列和错位排布的砂轮磨削出的沟槽表面更加稳定,但沟槽的参数比未能达到0.200~1.000的要求;磨粒叶序排布的砂轮加工出的沟槽,能满足表面减阻特性的要求。

CBN砂轮磨削镍基高温合金磨削温度实验研究

磨削高温是限制磨削技术发展的主要瓶颈之一,因而研究磨削过程中产生高温的机理及磨削温度的变化规律十分重要。采用260 mm的单层钎焊有序排布CBN砂轮,对镍基高温合金GH4169进行不同速度下的磨削实验。实验过程中,保持砂轮线速度和工件进给速度的比值不变,从而保持单颗磨粒最大未变形切屑厚度不变,发现比磨削能得到有效控制,磨削温度的上升主要由材料去除率的提高所导致;随着砂轮线速度的增加,磨削弧区热量分配关系发生显著变化,传入工件的能量增加;磨粒排布方式对传入工件的热量有影响,同一磨削工艺参数下,磨粒斜排布的砂轮磨削温度要低于磨粒直排布的砂轮,最佳磨粒排布方案还有待进一步的研究。

表面结构化砂轮磨削加工技术研究进展

针对表面结构化砂轮的磨削加工研究现状,系统介绍了砂轮磨粒有序排布、磨粒几何参数控制、砂轮结构设计、机械或激光修整砂轮等表面结构化方法,分析了表面结构化磨削工具的加工机理及其对加工表面质量的影响规律.阐述表面结构化砂轮磨削加工规则纹理表面的原理,并介绍了运用表面结构化砂轮磨削规则表面纹理的不同方法.论述了表面结构化砂轮磨削在特定材料加工领域的应用前景,对表面结构化砂轮制造技术的发展方向进行了展望.

基于DEFORM3D的伺服阀芯端面磨削毛刺形成仿真

为研究磨粒不同排布方式对磨削毛刺形成的影响,对伺服阀阀芯材料端面磨削过程进行简化,利用DEFORM3D对单颗磨粒在叶序、错位和随机3种排布形式下的磨削过程建模并进行磨削有限元仿真,分析3种不同磨粒排布方式下的侧边毛刺形成过程,比较其磨削毛刺高度。结果表明:在叶序排布下,2颗磨粒中间接触边处存在高度较为稳定的毛刺;在错位排布下,2颗磨粒的磨削轨迹基本重合,耕犁的工件表面两侧形成毛刺;在随机排布下,2颗磨粒的磨削轨迹存在重叠,2颗磨粒接触边处材料挤压隆起特征更显著,容易形成二次毛刺。使用叶序排布的砂轮更有利于加工中控制毛刺的高度。

钎焊超硬磨料工具的研究进展

介绍了单层钎焊超硬磨料工具的特点及优势,综述了国内外钎焊金刚石和立方氮化硼(CBN)工具的研究现状和研究成果。在此基础上探讨了磨粒优化排布问题,并展望了钎焊超硬磨料工具的发展前景。

应用环形磁场控制的微粉砂轮制备及其磨削性能

在超精密磨削中,金刚石微粉砂轮的磨粒分布均匀性对提高磨削表面质量至关重要,为了使微粉磨粒规则排布,提出了一种采用环形磁场控制磨粒规则排布的砂轮制备方法,制备了多种金刚石微粉砂轮,使用磁场控制制备的微粉砂轮对硬质合金YG8进行了平面及非球面磨削试验。结果表明:应用环形磁场控制可使金刚石微粉砂轮的磨粒实现规则排布,极大改善砂轮加工性能,利用环形磁控方法制备的砂轮可获得最佳表面粗糙度Ra3 nm、最佳面形精度PV318 nm的光滑镜面。