基于CAE的深孔内圆磨床内圆磨具的结构分析及优化

介绍了运用三维仿真分析软件Pro/ENGINEER所建立的内圆磨具三维几何与仿真模型。通过在Pro/E的子模块Pro/MECHANICA中对内圆磨具进行结构的优化分析,最终减小了长径比较大的内圆磨具在磨削过程中产生的振动与变形量。实践证明,该内圆磨具刚度高,对工件的磨削性能好,在实际生产中达到了预期效果。     

用于内圆磨的电镀CBN砂轮结构设计与分析

针对长径比大于6和直径约为Φ7mm的小直径深孔磨削加工,将内圆磨接杆和电镀CBN砂轮设计为整体式结构,利用ANSYS软件对此结构进行了静力学、模态和谐响应分析,得到了弯曲变形的位移值、固有频率及振型以及谐响应载荷下的动态响应特性。结果表明：此内圆磨具的结构设计满足静刚度和动刚度的要求,能够保证零件的加工精度和表面质量。     

旋转超声磨削加工建模与仿真研究

旋转超声磨削加工结合超声加工和磨削加工的技术优势，在难加工零件的精密制造中具有较大应用潜力。根据旋转超声磨削加工机理，建立旋转超声磨削加工中材料去除体积和加工表面粗糙度的数值计算模型。基于MATLAB软件编写旋转超声磨削加工仿真程序，对材料去除体积、加工表面形貌和表面粗糙度进行仿真模拟，并探究不同加工参数对表面粗糙度和材料去除体积的影响规律。仿真结果表明：主轴转速与超声振动频率之比(n/f)对加工表面形貌和去除体积有决定性影响，n/f比值增大能够有效降低表面粗糙度和提升材料去除体积；详细探讨了磨粒直径、振幅等参数对旋转超声磨削加工表面形貌和去除体积的影响规律，并仿真模拟了参数优化前后的加工表面形貌。     

电镀金刚石微磨具磨损机理分析与试验研究

微磨削加工中磨粒的微观作用机理对研究微磨具的整体磨损和微磨具使用寿命的预测十分重要。分析电镀金刚石微磨具的磨损机理,针对微磨削区的复合作用过程与微磨具磨损形式的主要特征进行了几何与数学建模。通过考虑最小切屑厚度与尺寸效应等因素后提出并建立了微磨具磨粒微观磨损的数学模型,为了验证此模型的有效性,针对钠钙玻璃材料进行了不同磨削参数下的微磨削试验,分析微磨具磨损前后的磨头直径、磨损与破碎磨粒所占磨粒总数的比例和加工后试件表面粗糙度的变化规律。试验结果表明:加工后的试件表面质量越好磨损越缓慢;随着微磨削试验的进行,微磨具磨头直径经历了快速急剧减小和缓慢稳定减小两个阶段。磨损和破碎磨粒所占比例与磨损速度随主轴转速与进给率增大而增大,磨损和破碎磨粒的比例整体呈线性增长趋势。为提高微磨具的加工性能和延长微磨具的使用寿命提供了理论参考和试验依据。     

考虑耕犁的超声磨削表面微观形貌建模与预测

超声磨削加工在难加工材料领域得到广泛应用,超声辅助磨削过程中,超声振动参数对磨削后的表面微观形貌具有重要影响,因此,为了在加工前对超声加工后的表面微观形貌进行预测,以优化加工参数。提出一种考虑耕犁的超声磨削表面微观形貌建模与预测方法。假设磨粒为球形,磨粒直径与间距服从高斯分布,给出砂轮形貌的数值生成方法;根据超声磨削运动学,建立考虑磨粒实时切削深度与耕犁影响的三维运动轨迹方程;在此基础上,提出超声磨削表面微观形貌生成的区域逼近求解算法,进而给出超声磨削表面微观形貌生成模型,模拟出超声磨削的三维表面微观形貌。通过试验分别从表面微观形貌的轨迹纹理、表面粗糙度数值两个方面对超声磨削表面微观形貌的模型的正确性进行了验证。     

超声振动磨削陶瓷材料高效去除机理研究

基于压痕断裂力学,在工件横向施振超声振动平面磨削单颗磨粒受力分析基础上,建立了材料去除率综合数学模型;并就超声振动和普通磨削进行了对比试验研究。研究结果表明超声振动磨削陶瓷材料去除率与被加工材料的种类、磨削深度、砂轮磨粒粒度、超声振动的振幅以及磨削条件有着密切关系。同样磨削条件下,超声振动磨削陶瓷材料去除率是普通磨削的1.7~3.2倍,与理论模型相符合。试验结果表明超声振动磨削可以获得良好的加工表面,工件横向施振超声振动磨削是一种精密、高效加工新工艺。     

超声振动辅助磨削-脉冲放电加工表面粗糙度研究

通过多因素方差分析法分析了超声振动辅助磨削一脉冲放电复合加工参数（脉冲宽度、脉冲间隔、参考电压、超声振幅）对加工表面粗糙度的影响程度,建立了表面粗糙度的二次模型,并用响应曲面法预测一定切削参数范围内任意切削条件下的表面粗糙度值,方差分析结果和响应曲面法预测结果基本一致。研究结果对实际生产过程中加工参数的优化具有一定的指导作用。     

旋转超声磨削加工中刀具结合剂类型与加工性能的关系

实验分析了硬脆材料旋转超声磨削过程中刀具结合剂类型对加工性能的影响以便提高加工精度和加工表面的完整性.首先,采用能谱分析研究了铁基、陶瓷基和青铜基3种超声振动刀具中结合剂与金刚石颗粒的把持形式,并根据相同加工工艺条件下刀具磨损形式确定了把持力大小.然后,结合超声振动刀具特性,通过旋转超声磨削加工实验研究刀具结合剂类型与切削力、刀具磨损量、加工表面完整性的关系,并对实验结果进行了分析.实验结果表明:相对于陶瓷基和青铜基结合剂超声振动刀具,铁基结合剂超声振动刀具把持力最大,Z轴切削力平均值最小(为46.8 N);加工18 000 mm3材料后,刀具轴向磨损量最小(为0.1 mm);而陶瓷基结合剂超声振动刀具加工表面质量最好,表面粗糙度最大值为21.79 μm.结果证实铁基超声振动刀具适用于粗加工,陶瓷基超声振动刀具则适用于精加工.     

静压轴承在内圆磨具上的应用

内圆磨具是内圆磨床的主要部件,也是万能外圆磨床不可缺少一的一个附件.由于内圆磨削的砂轮直径受到被加工工件的孔径限制,为使砂轮达到一定的线速度,砂轮必须高速旋转,因此,如何保证砂轮主轴在高速下有稳定的旋转精度、足够的刚度及寿命,是内圓磨床发展中急待解决的问题。内圆磨具所用的轴承种类和传动方式有密切关系。目前普遍选用滚动轴承,用弹簧预加负荷,由普通电机用平皮带传动。这种磨具虽然结构简单、维护方     

球墨铸铁深孔内圆磨削的探讨

需注意解决下列问题：内圆磨具问题。用于深孔加工的内圆磨具，因结构方面的制约，在其长径比L／D≥30时，磨具的刚性大大降低，造成磨削困难。又因为内圆磨砂轮的直径比外磨小得多，要达到一定的磨削速度，其磨具的转速一般达到几千转至上万转（分钟），对磨具的制造精度、装配精度，动平衡有更高的要求。