Clarification of abrasive jet precision finishing with wheel as restraint mechanisms and experimental verification

According to the critical size ratio for the characteristic particle size to film thickness between grinding wheel and work, the machining mechanisms in abrasive jet precision finishing with grinding wheel as restraint can be categorized into four states, namely, two-body lapping, three-body polishing, abrasive jet machining and fluid hydrodynamic shear stress machining. The critical transition condition of two-body lapping to three-body polishing was analyzed. The single abrasive material removal models of two-body lapping, three-body polishing, abrasive jet finishing and fluid hydrodynamic shear stress machining were proposed. Experiments were performed in the refited plane grinding machine for theoretical modes verification. It was found that experimental results agreed with academic modes and the modes validity was verified.

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工表面微观形貌的研究

对砂轮约束磨粒喷射精密光整加工表面微观形貌进行分析,研究了工件表面尖峰去除机理和均化及改善波纹度机理。利用平面磨床M7120对精磨后的Q235A工件材料进行喷射加工实验,采用TALSURF5轮廓仪测量加工后表面的微观几何参数值,用扫描电镜观察表面微观形貌变化,用金相显微镜观察磨削烧伤。实验结果表明,随着加工循环次数的增加,表面微观形貌由方向一致的沟槽过渡到随机的、无方向性的微细凹坑,表面粗糙度值明显降低,喷射加工能减轻或消除磨削烧伤。

砂轮约束磨粒喷射加工表面自相关性及功率谱分析

磨粒喷射精密光整加工是重要零件在磨削后进行去除表面缺陷层、降低粗糙度和波纹度为目的的光整加工新工艺．试验在M7120磨床上完成，加工试样为Ra=0．2～0．6μm的#45钢，加工表面形貌和微观几何参数用SEM和TR200表面轮廓仪测量．应用随机过程中的相关性从自相关、功率谱密度函数两方面对磨削表面和光整加工表面进行了研究．分析结果表明，该加工方法明显提高了工件的表面质量，降低了工件的表面粗糙度并均化了波纹度．

磁粒研磨新工艺的开发——磁粒喷洒研磨加工系统

提出了一种新的磁力研磨工艺磁粒喷洒加工系统。它主要应用于非轴对称件的加工,并从理论上对该方法进行了初步的探讨。

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工工艺特性研究

研究了砂轮约束磨粒喷射精密光整加工工艺特性,分析了磨粒尺寸、磨料流体浓度、加工循环、砂轮速度、携带流体对加工表面质量的影响.利用平面磨床M7120对Q235A进行喷射加工实验,用TALYSURF轮廓仪测量加工后的微观几何参数值,用扫描电镜和金相显微镜观察表面微观形貌.实验结果表明,选用质量分数10%W7 Al2O3微粉与防锈润滑液进行喷射加工20～30循环,不仅保持或获得高的表面形状精度,而且又可高效的获得具有粗糙度Ra0.15～1.6μm的无缺陷加工表面,明显去除磨削加工过度塑性变形,减少表面层污染和磨削烧伤,实现高效、高精度、低粗糙度,并且磨削和抛光可以集成的表面精密光整加工新方法.

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工表面互相关性分析

磨粒喷射精密光整加工是重要零件在磨削后进行去除表面缺陷层、降低粗糙度和波纹度为目的光整加工新工艺。试验在M7120磨床上完成，加工试样为Ra0．4～0．6μm的45。钢。加工表面形貌和微观几何参数用SEM和TR200表面轮廓仪测量。本文应用随机过程的互相关性对磨削加工表面和光整加工表面进行了研究。试验结果表明，试样表面从连续的方向一致的沟槽被随机不连续的微坑所代替，表面粗糙度明显得到改善。随着加工循环的增加，Ra值由0．4～0．6μm下降到0．2μm左右。此外，光整加工可以获得各向同性网纹交错的表面，表面轮廓的支撑长度率提高，对工件的耐磨性有利。

精密零件的微磨料气射流光整加工

近年来,在非传统去毛刺加工方法中,微磨料气射流去毛刺由于初始成本低、生产效率高、灵活性强、无应力、无热影响区,在精密零件的光整加工中获得了广泛的应用。本文详细介绍了微磨料气射流用于光整加工去毛刺的加工原理、材料去除机理、去毛刺的工艺参数以及对棱边尺寸的影响,并列举了一些微磨料气射流在不同应用领域的加工实例。

高压磨料水射流入射角对光整加工表面质量的影响研究

介绍了目前叶片抛光常用的方法,针对现有抛光工艺存在的不足,利用高压磨料水射流技术研究了高效冷态光整加工机制。阐述了3740龙门式数控水切割机床系统构成及工作原理,对牌号为0Cr18Ni9Si的不锈钢在不同入射角下进行了光整加工实验,重点分析了不同射流压力下入射角与表面粗糙度值的变化规律,最后在扫描电镜下观察了不同入射角下工件光整加工区域的表面形貌并进行了分析;其结果表明:磨料水射流对工件光整加工时选择合适的入射角会取得良好的表面加工质量,进而为研制新型的叶片光整加工设备奠定基础。

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工外圆表面分形维数的研究

应用分形维数与Ra、Rq及支撑长度率的关系对磨削表面和磨粒喷射精密光整加工表面进行研究。试验在MB1332A外圆磨床上完成,加工试样为Ra=0.6μm左右的45#钢,加工表面形貌和微观几何参数用扫描电子显微镜(SEM)和Micromesvre 2表面轮廓仪测量。试验结果表明:分形维数与Rq呈线性关系可以较好的评价机械加工表面微观形貌的几何结构,以弥补传统的粗糙度评定参数的不足;分形维数值D与支承长度率曲线的变化规律一致,在研究表面接触和磨损中,可用分形维数代替支承长度率曲线。

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工有效性实验验证

通过实验验证了砂轮约束磨粒喷射精密光整加工方法的有效性,利用M7120平面磨床对Q235A进行了喷射加工实验,用TALYSURF5轮廓仪测量了加工后的微观几何参数值,用扫描电镜和金相显微镜观察了表面微观形貌和断面金相组织变化。实验结果表明,该加工方法在表面粗糙度得到减小的同时,能明显去除磨削加工过度塑性变形,减少表面层污染和磨削烧伤,改善表面形状精度,实验结果和理论分析吻合,验证了该工艺方法的正确性。

砂轮约束磨粒喷射加工表面残余应力及摩擦特性

针对磨削后工件表面出现缺陷问题,提出砂轮约束磨粒喷射光整加工方法(AJF).试验在M7120平面磨床上完成,加工试样为Sa=0.6μm左右的45钢.工件表面残余应力用TW3040-60 X射线衍射仪测量;利用MG-2000型销盘式摩擦磨损试验机研究表面形貌对摩擦系数和磨损性能的影响.试验结果表明:随着加工时间的增加,磨削表面的残余拉应力逐渐变成压应力,加工时间对残余应力有显著影响.Sa值由0.626μm下降到0.2μm左右.光整加工后表面摩擦系数和磨损量与磨削加工表面相比明显降低,表面硬度随加工时间的延长逐渐提高,这与工件表面残余应力的变化一致.

砂轮约束磨粒喷射加工表面的分形及摩擦特性研究

对砂轮约束磨粒喷射精密光整加工(Abrasive Jet Precision Finishing,AJF)表面进行分形维数和摩擦磨损特性研究.试验在MB1332A外圆磨床上完成,加工式样为Ra为0.6μm左右的45#钢.加工表面形貌和微观几何参数用MICROMESVRE2表面轮廓仪测量;应用分形维数和功率谱密度函数评价磨削加工和光整加工表面的微观形貌特征;利用MG-2000型销盘式高速高温摩擦磨损试验机研究表面形貌和分形维数对摩擦系数和磨损性能的影响.试验结果表明:磨粒喷射精密光整加工使工件表面高度特性参数大幅度降低,轮廓波动平均间距减小,波纹细密性提高.随着加工循环的增加,Ra值由0.6μm下降到0.2μm左右.光整加工表面摩擦系数和磨损量与磨削加工表面相比明显降低,摩擦磨损试验结果和分形维数变化相吻合.

超高压磨料水射流在光整加工中表面质量的研究

通过对超高压磨料水射流在切削过程中砂水的混合原理分析,指出其速度分布及粒子分布特点,并建立粗糙度产生的数据理论模型,为后期研究表面粗糙度的控制奠定了基础。

砂轮约束磨粒喷射加工外圆表面创成机理及三维形貌

磨粒喷射精密光整加工是重要零件在磨削后进行去除表面缺陷层、降低粗糙度和波纹度为目的光整加工新工艺。试验在MB1332A外圆磨床上完成,加工试样为表面粗糙度0.6μm左右的45钢。加工表面形貌和微观几何参数分别用扫描电子显微镜和Micromesvre2表面轮廓仪测量。应用自相关函数对磨削加工表面和光整加工表面进行分析,并研究材料去除机理和微观表面形貌的创成机理。在楔形区游离磨粒获得能量对工件进行抛磨、滑擦、和微切削是材料去除机理的核心因素,磨料流体侧向挤出是均化和降低表面波纹度的主要因素。试验结果表明,试样表面从连续的方向一致的沟槽被随机不连续的微坑所代替,表面粗糙度明显得到改善。随着加工循环的增加,工件表面的粗糙度值由0.6μm下降到0.2μm左右。此外,光整加工可以获得各向同性网纹交错的表面,表面轮廓的支撑长度率提高,对工件的耐磨性有利。

磨料射流加工技术的发展与研究现状

与其他加工技术相比,磨料射流因具有无热损伤、高柔性、材料适用性强等特点,一直是国内外学者研究的热点。近年来,磨料射流被广泛用在微切割、微流道制备、表面抛光等领域,其发展趋势已经由宏观尺度向微观尺度转变,由粗加工向精加工转变。从射流的本质或根源来看,传统技术主要分为(磨料)水射流、浆体射流和磨料气射流。首先对上述各射流技术的发展背景、工作原理进行了综述。此外,还介绍了最近出现的多相射流和高压浆体射流等新技术。面对复杂的应用需求,如何挑选出合适的射流技术是一个难题。鉴于此,对各磨料射流技术的射流速度、工作压力、射流束直径、侵蚀轮廓和加工机理进行了深入分析和比较。最后对各磨料射流技术在微流道制备和表面光整加工等领域的应用情况以及存在的问题进行了论述,并详述了多相射流和浆体射流在表面抛光方面的优缺点。结果表明,磨料气射流拥有低压高速的优点,可以快速地去除材料。磨料气射流的缺点是射流易发散,需要结合掩模制备微流道。目前,掩模磨料气射流能加工宽度低至10μm的微流道。浆体射流和磨料水射流的射流束直径已经可低至50μm,能直接在表面刻蚀出大于50μm的微流道。抛光应用中,浆体射流的材料去除率远低于磨料气射流,但表面粗糙度要好。考虑到两者的优点,多相射流试图在磨料气射流和浆体射流之间建立一个桥梁。同时,与浆体射流的W形侵蚀轮廓相比,多相射流的U形侵蚀轮廓更有利于表面抛光。

精密阀芯光整加工实验研究

为了改善某电液伺服阀芯表面质量,提出一种改进的游离磨粒光整加工方法。对C616机床进行改造,在机床上加设第二主轴和磨料喷射装置,使用毡轮配合刚玉磨料浆液对零件表面进行抛光,采用金相显微镜观察零件加工前后表面形貌变化。实验结果表明:在给定范围内,选用浓度为10%的8 000目白刚玉微粉、毡轮转速为8 000 r/min加工5 min后,明显去除了零件车削后残留的表面条纹,有效改善了伺服阀芯表面质量。

二相流理论在光整加工技术中的应用研究

阐述了二相流的基本理论,探讨了其在光整加工技术中的应用,介绍了二相流基本理论在光整加工技术中的3种应用工艺。

磨料水射流切割加工机理研究

现阶段成熟的加工方法或多或少存在一些瓶颈因素,制约了加工精度的进一步提升,磨料水射流应用于切割加工属于一种新型的方法,该文通过对切割进行理论研究及仿真分析与实验对比,从而深入了解切割加工机理。