冷冻切削加工

各种金属、非金属材料在低温时的物理机械性性能不同于常温状态,冷冻加工就是根据工件材料的低温特性,把工件温度降到所需的低温状态进行切削加工。使在常温下使用常规方法难以或不能进行切削加工的工件可以容易地进行切削加工。但是由于工件制冷、装卡和加工过程均需在低温状态下,所以冷冻加工的应用受到很大限止。目前来用的冷冻切削方法一般有两种。一种是用制冷机提供冷冻剂使零件冷却进行切削加工;另一种     

实用技术与工艺装备

强冷磨削钛合金实验　　现代工业 ,随着科学技术的进步 ,要求产品的技术性能不断提高 ,因而涌现出各种使用性能优良而切削加工性差的工程结构材料。如图 1所示的工件 ,头部材料为钨 ,身部材料为钛合金 ,均属难加工材料 ,为了保证该工件的加工精度 ,最后工序采用磨削。但钛合金的磨削加工性很差 ,结合我单位设备情况 ,采用了液氮作为冷却液 ( - 1 76℃ ) ,进行强冷磨削实验。图 1　工件示意图强冷磨削是利用液氮使工件、刀具或切削区处于低温冷却状态下进行加工。又称之为低温加工 ,是干切削的一种形式。用液氮作冷却液主要有 2种方式 :1种是…     

基于有限元法的低温湿式磨削温度场分析

采用有限元数值计算法对低温湿式磨削液的冷却性能进行了模拟,获得了低温湿式磨削的温度曲线;通过磨削实验验证了有限元数值仿真结果。研究表明:低温切削磨削液能够增强磨削液的冷却性能,充分发挥其降低磨削温度的效能,减少工件热膨胀,提高加工精度。     

无心磨削动态成圆模型与数值仿真

为了对无心磨削系统的工件动态成圆过程进行真实有效的数值仿真以及对工件的最终圆度进行科学合理的预测,建立了一种考虑工件中心瞬时位置变化的无心磨削动态成圆模型并对其进行了数值仿真。首先分析了磨削过程中由于工件表面形貌改变导致的工件定位中心位移以及磨削系统的振动引起的工件中心位移对工件中心瞬时位置变化的影响,然后综合考虑无心磨削过程中砂轮和工件之间的相互耦合作用、材料去除关系建立了工件磨削动态成圆模型,最后利用所建立的动态成圆模型和模拟工件材料去除及圆度变化的迭代算法,对工件外圆动态成圆的过程进行了数值仿真,再现了工件材料去除和轮廓形成的整个过程。通过对仿真算例结果的分析,证实了所提出的无心磨削动态成圆模型和迭代算法的真实性和合理性,对无心磨削成圆过程研究具有一定指导意义。     

强冷风磨削法

1.磨削方法用金刚石砂轮磨削钢铁材料时,在磨削热的作用下,金刚石的化学成分C便向工件中扩散,故而不能加工.加此,需要采用低温磨削液,来避免磨削热的作用.但是,由于磨削液在低温条件下的流动性极差,故而失去作用.于是,日本明治大学理工学部精密工学科的横川和彦教授便萌发了用气体代替磨削液的念头,即磨削时向磨削区“浇注”强冷风.     

零件的废品分析及残余应力控制

本文对工件进行了残余应力检查与分析，并提出局部冷冻磨削方法，实验结果表明，可使工件表面获得较大的残余压应力，有助于疲劳强度进一步提高。     

电子冷冻加工

一、概述 电子冷冻加工是一项全新的独创技术。所谓“冷冻加工”,就是把被加工件温度降到-25℃以下,经液膜冰液使工件与冷板间形成薄冰层用以固定工件代替一般装卡而进行车、铣、磨等加工的方法。由于它用液膜冰冷冻的装卡方法代替了传统夹持方法,对一些无法夹持的零件,不许受力、夹碰的零件的加工提供了一种新途径。特别是内冷式冷冻磨削,由于解决了烧伤问题及可适用于各种材料,把冷冻加工新技术推进到生产实用阶段。     

低温 ELID磨削钛合金磨削力的实验研究

研究了钛合金低温条件下的材料性质并研制了一套低温磨削钛合金磨削力测量系统,利用该系统对低温磨削钛合金的磨削力进行了测量,并结合在线修整(ELID)技术对钛合金进行低温磨削,探讨了低温及ELID磨削降低钛合金磨削力的原因。实验结果表明,在精密及半精密磨削钛合金时,采用低温及ELID磨削技术能够在不同的磨削深度范围内有效地降低钛合金的磨削力,减少钛合金的粘附。     

横向进给磨削淬硬温度场的数值模拟

磨削淬硬是一种将磨削加工与表面淬火相集成的绿色加工工艺,具有显著的经济和社会效益.通过建立横向进给磨削淬硬温度场的数学模型,并且利用有限元软件ANSYS对其进行数值模拟,得到工件重叠区域温度场的变化情况.仿真结果表明,工件重叠区域在表面淬硬后随即发生了低温回火,整个工件表面的淬硬效果不一致.     

Cu-3镍铜合金砂带磨削试验研究

分析了Cu-3镍铜合金砂带磨削加工过程中,砂带粒度和磨削用量的不同对磨削加工效率、工件表面质量和砂带磨损的影响。采用氧化铝磨料砂带在不同的砂带线速度或磨削压力下对镍铜合金进行了工艺试验,对材料去除量、工件表面粗糙度和砂带磨损量进行了测量。研究表明:增加砂带线速度和磨削压力可在一定程度上提高材料去除率和磨削比;随着磨削压力的增大,工件表面粗糙度呈增大趋势;随着砂带粒度的增大,工件表面粗糙度呈减小趋势;砂带线速度为25m/s,磨削压力为43N,砂带粒度为P240时,镍铜合金综合磨削效果最好。     

工程陶瓷超声磨削加工工艺研究

以工程陶瓷二氧化锆材料为加工对象,利用旋转超声加工的方法对工件表面进行磨削,对其磨削加工工艺进行了初步的试验研究,分析了材料去除的机理,通过试验探讨了工艺参数对工件表面粗糙度的影响,从而确定了一组最佳的磨削工艺参数.     

CBN砂轮120m/s高速磨削表面粗糙度实验研究

本文针对不同的磨削参数对45钢、2Cr13、T10三种材料的影响程度进行研究，通过实验分析了CBN砂轮高速磨削三种材料时工件表面粗糙度的变化情况，提出了降低不同材料工件的表面粗糙度的高速磨削工艺参数的优化控制原则。     

基于SPH方法的磨削机理仿真研究

采用光滑粒子流体动力学(SPH)法对单颗粒磨粒磨削过程进行了数值仿真.从工件材料的应力分布和变形情况以及切屑的形成情况对不同磨削深度和磨粒负前角下的仿真结果进行了分析.结果显示:基于SPH法的磨削仿真可以很好地解释磨削过程中工件材料的弹塑性变形行为和切屑的形成情况；在磨削过程中存在着一个刚好产生切屑的临界磨削深度；仿真中不同磨削深度下比磨削能的变化与磨削过程中的尺寸效应现象一致；随着磨粒负前角的增大,挤压作用增强而切削作用减弱,磨粒的挤压作用对工件表面质量具有重要影响.     

基于ANSYS的平面磨削温度场的有限元仿真

通过确定移动热源的加载方式,运用ANSYS软件的热分析模块对磨削温度场进行仿真分析,得到了不同载荷步的温度场分布以及不同深度的节点的温度变化曲线,验证了越靠近热源磨削温度越高以及工件下层材料温升显著低于工件表面。通过改变砂轮线速度、工件进给速度和磨削深度,得到了主要的磨削参数对磨削区温度场的影响状况,证明了钛合金磨削存在临界磨削速度。在临界磨削速度附近某一区间磨削温度出现回落,因此适当的磨削速度、高的工件进给速度和小的磨削深度可以有效的减小磨削温度。     

低温气动喷雾射流冲击冷却技术在钛合金磨削中的应用

针对钛合金磨削加工中容易造成工件烧伤及加工质量不易保证的难题，提出了一种新的高效冷却技术——低温气动喷雾射流冲击冷却技术，并依据此思想开发出一套低温气动喷雾射流冲击冷却系统，将其应用于钛合金的磨削加工中。试验结果表明，相对于低温冷风和常规浇注冷却，低温气动喷雾射流冲击冷却具有明显的冷却优势，它可将磨削温度和工件表面粗糙度控制在较低的水平。     

低温冷风微量润滑磨削钛合金换热机理与对流换热系数模型

钛合金磨削过程中工件表面热损伤已成为亟需解决的技术难题。微量润滑技术应用于钛合金磨削是实现可持续制造的发展方向,但存在热耗散和润滑减摩能力不足的技术缺陷。利用多能场辅助加工是解决以上技术难题的必然选择,低温冷风取代常温空气携带微量润滑剂,可显著提高磨削区液膜换热和润滑性能。但润滑剂物理特性演变规律及磨削区液膜换热机理等科学问题尚需揭示。基于此,研究了润滑剂低温物理特性演变规律,建立了冷风温度与润滑剂物理参数的量化映射关系。分析了低温冷风微量润滑砂轮工件界面流动液膜换热规律,建立了磨削区流动液膜换热量理论模型。进一步,建立了不同冷风条件下润滑剂对流换热系数模型。进行了流动液膜对流换热系数和低温冷风微量润滑磨削钛合金换热性能验证实验,结果显示,对流换热系数理论值与测量值吻合,冷风温度为-10℃时,误差为8.5%;工件表面温度实验值和理论值变化趋势吻合,磨削深度为30μm、冷风温度为-40℃时,误差为7.7%。研究结果为低温冷风微量润滑磨削钛合金提高工件表面完整性提供技术支持。     

特种加工在切削加工中的研究和应用(三)

5.电化学放电磨削电化学磨削是一种电化学作用和机械磨削相结合的复合加工方法。它是用低电压大电流的直流电在旋转的导电磨轮和工件之间产生电场,并用电解液不断地冲刷来磨削工件材料。由于砂轮表面上有凸起的磨粒(氧化铝或金刚石),在一定的工作间隙内,切除2～5％的工件材料,其余95～98％的工件材料被电化学作     

快速点磨削接触区周边实际接触面积的计算

为深入研究快速点磨削机制及工艺,根据点磨削砂轮与工件的干涉原理和几何学特征,建立在点磨削时砂轮周边与工件的接触区域的理论模型,对砂轮和工件的接触区域面积进行理论分析计算.在己建立快速点磨削接触区的理论模型基础上,推证点磨削变量角度和磨削深度对砂轮周边理论接触面积的影响及计算公式.结合实例计算,对点磨削与常规磨削周边接触区域面积与形态做了对比分析,为深入研究点磨削材料去除机制提供了理论基础.     

纳米粒子射流微量润滑磨削表面粗糙度预测与实验验证

随着人们环保意识的增强,微量润滑技术已经开始应用于磨削加工中,但是它的冷却效果有限,不能满足高磨削区温度强化换热的要求。而纳米粒子射流微量润滑新工艺的提出,可以有效地解决磨削区换热问题,同时又增强了砂轮与工件界面的润滑特性。针对在纳米粒子射流微量润滑磨削条件下磨削工件表面粗糙度预测,提出一种用于测量砂轮表面形貌的装置以及对磨削工件表面形貌进行模拟仿真的方法。并以两种工件材料为研究对象进行表面形貌数值模拟和实验验证,结果表明该种预测方法能够较准确地对磨削加工工件表面粗糙度进行预测,对于磨削参数的选择具有一定的指导意义。     

机器人砂带磨削控制参数优化设计

基于磨削材料去除模型,进行工件曲面砂带磨削的控制参数优化设计。在假设磨削接触满足赫兹接触的前提下,通过对单颗磨粒切除材料机理分析,推导出磨削过程的材料去除模型。选定了机器人砂带磨削控制参数中的设计变量,确定目标函数,建立了约束条件和数学模型,针对具体砂带磨削的控制参数进行优化,仿真结果表明优化方法的可行性。