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CBN砂轮超高速磨削条件下加工表面粗糙度的实验研究pdf_冰球突破游戏(中国)官方网站

发布时间:2024-04-03      来源:网络


  冰球突破冰球突破冰球突破!# 砂轮超高速磨削条件下加工 表面粗糙度的实验研究! 陈 涛 盛晓敏 黄红武 (湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心,湖南 长沙$ %&’ ) 摘 要:在高速超高速磨削工艺实验基础上,分析了砂轮线速度、切削深度、最大未变形切屑厚度等工艺参数 对$()钢、$! 两种材料磨削表面粗糙度的影响,揭示了在高速超高速磨削条件下用!#$ 砂轮进 行磨削时,表面粗糙度值随砂轮线速度的提高而减小,随切削深度及最大未变形切屑厚度增加而加 大的变化规律和机理。为特定材料在高速超高速磨削条件下的加工提供了参考依据。 关键词:超高速磨削 !#$ 砂轮 表面粗糙度 !#$% &’ () !#*+,-) .&#/(’)00 1’ () !#2)* 31/( !2))$ 4*1’$1’/ 5*&-)00 6% 768 4*1’$1’/ 9()): *+,- ./0 ,1+,-2 34/0546 ,+78-2 +069:; (-/406/= ,6946?469 @A/?BC *6? D0? +49C ,DD4B46BE 2?46F469 , +; ’6/6 764G?A4E ,*C/69AC/ $ %&’ ,*+- ) %&’()*( :H/AF 06 C I?0BAA A 0D A;I? C49C AIF 9?46F469 ,C I/I? /6/=EAA C 46D=;6B 0D G/?40;A I?0BAA I/?/5?A ,A;BC /A :C= AIF ,:C= FIC 0D B; ,C J499A FD0?5F BC4I C4BK6AA 06 C A;?D/B ?0;9C6AA 0D A= $() /6F $*? ,0I6A 0; C ?;=A C/ C A;?D/B ?0;9C6AA :4== ?F;B :4C C C49C? :C= AIF ,46B?/A :4C C /FF4406 0D :C= FIC 0D B; 0? C J499A FD0?5F BC4I C4BK6AA 46 C A;I? C49C AIF 9?46F469 I?0BAA JE *H- 9?46F469 :C=L .C4A ?;= 0DD?A A05 ?D?M 6BA 06 C I?0BAA 0D A;I? C49C AIF 9?46F469 D0? 94G6 5/?4/=AL +,-./0’ :1;I? +49C 1IF 2?46F469 ;*H- 2?46F469 NC= ;1;?D/B @0;9C6AA 在磨削加工中,砂轮线O A 时称为 材料在高速超高速磨削条件下的加工提供了参考依 超高速磨削。超高速磨削是一种能高效、经济地制造 据。 高质量零件的现代加工技术。它可大大提高加工生产 1 实验装置 率和工件表面质量,并能实现粘性金属和脆性金属等 难加工材料的精加工,大幅度缩短产品的生产制造周 1L 1 超高速磨削实验台 期,降低加工成本P [% Q R P ]。随着超硬磨料砂轮的应用及 实验在湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心 相关技术的发展,高速、超高速磨削技术得到了飞速的 R%$ 5O A 超高速磨削试验台上进行。该试验台以平面 发展,使得磨削加工的能力和范围日益扩大,前景十分 磨床为基体,采用UH2 公司最高转速为’$ ?O 546 , 可观P [$ Q S P ]。 额定功率为$ KN 的高速电主轴,同时配备相应的变 本文针对工程中常用的$( ) 钢和$*? 进行了超 频器对高速电主轴进行矢量变频调速实现无级调速, 高速磨削工艺实验,对其在砂轮线O 并采用专用冷却循环装置。采用美国1H1 砂轮在线 A 条件下的表面粗糙度进行了测定,并分析了各加工 自动动平衡系统以减小振动,并采用额定线速度达到 参数对表面粗糙度的影响。揭示了超高速磨削在一定 ’( 5O A 的电镀*H- 砂轮。 加工对象上的表面粗糙度的变化规律和机理。为特定 1L 2 表面粗糙度仪 ! 国家教育部科技研究重大基金资助项目 (重大’%S ) ·### ! · 工件的表面粗糙度通常用表面轮廓仪进行评定。 的凹凸不平所带来的每一个位移量都会使铁片与线圈 实验采用德国霍梅尔公司生产的集成化表面粗糙度仪 之间的距离发生改变,从而引起线圈电感变化,线圈输 $%&&& 型,精度可达&’ && !( 。实验中表面粗糙度的 出电压也随之产生相应变化。电压的变化经采集转换 测定采用针描法,粗糙度参数为! ,取样长度为&’ % 为与位移成一定比例的信号,并通过软件进行进一步 (( ,评定长度为取样长度的! 倍,对! 测量) 次取其 的处理、分析,最终输出相应的表面尺寸图和粗糙度 平均值。 值。 实验装置图如图 所示。 ! 实验原理 磨削工艺条件 本测量系统是基于电感式位移传感原理进行工作 实验材料及性能见表 ,工艺参数及磨削条件见 的。如图* 所示,测头在被测表面上移动,而被测表面 表* 、表) 。 表# 实验材料及性能表 抗拉强度 $ /01 屈服极限 $ /01 伸长率 + (2 ) 材料 热处理方法 硬度+ ,-. ! ! 断面收缩率 + (2 ) 试件尺寸+ (( # % % # 3& .4 淬火 )5 6%5 7%& 7 35 3& 8 )& 8 ! 359 调质 *5 !&& )55 ! 3& 3& 8 )& 8 ! 表! 工艺参数及磨削条件表 砂轮线速度& $ ((+ : ) 工作台速度 ) 切削深度 + (( 冷却液 冷却液压力+ /01 磨削方式 % ’ ( ?@ A 型水基强力磨削液 (含 7& = *& * = 3 & &* = & 3& 3 逆磨 亚硝酸钠、极压添加剂) 表 砂轮规格 磨料 粒度 埋入率 磨料层厚度+ (( 结合剂类型 砂轮直径+ (( 砂轮宽度+ (( 最高线速度+ ((+ : ) 修整方式 .BC 65+ 7&9 *+ ) = 3+ 5 & 5 电镀 )3% ! *5& 油石修锐 $ 测量结果与分析 $ # 砂轮磨削深度对工件表面粗糙度的影响 图) 、图3 分别为35 9 钢与3&.4 钢在工作台速度 为* (+ (; ,在一定的砂轮线速度下,切削深度与表面 粗糙度的关系图。从图中可以看出,随着切削深度的 增加,表面粗糙度值呈增大的趋势。因为在砂轮线速 度一定时,增大切深,磨粒切屑厚度也随之增大,在工 件表面上留下的磨痕深度也加大。同时,切削深度增 大,磨削力也相应增大,从而使得表面粗糙度恶化。但 从总体上讲,表面粗糙度值的增大幅度比较小,增大幅 度基本上不超过&’ * !( 。实验结果也显示在切削深 ·### ! · 度较小时,如图$ 、% 所示,当切削深度小于&’ (& )) 时,表面粗糙度值随切削深度的加大而显著增大,但此 后,随着切削深度的加大,表面粗糙度值增大缓慢。这 是因为在高速、超高速磨削条件下,若切深较小,则由 于砂轮与工件表面摩擦加重,磨后表面粗糙度值较大; 若切深足够大,则由于高速、超高速磨削具有减小磨屑 厚度的作用,摩擦作用亦减弱,故在砂轮磨削深度增加 后,表面粗糙度值并没有明显增大。 ! * # 最大未变形切屑厚度对工件表面粗糙度的影响 未变形切屑厚度对磨削过程有较大的影响,它不 仅影响到作用在磨粒上力的大小,同时也影响到磨削 比能的大小以及磨削区的温度,从而造成对砂轮的磨 0 [1 0 ] 损以及加工表面完整性的影响 。 本实验采用最大未变形切屑厚度进行分析,其计 算公式为 $ % ( (, (, ! # & ) (( ) [ $23/! ( % ) ( * ) ] ! * 砂轮线速度对工件表面粗糙度的影响 ’ ’+ 式中:$ 为单位砂轮面积上的切刃数;为磨粒半顶锥 图+ 为%+,钢在工作台速度为 )- )./ 时,磨削 ! 角;* 为砂轮当量直径。 深度分别为&’ &+ )) 、&’ & )) 时,砂轮线速度与表面 ’+ 粗糙度之间的关系。从图中可看出砂轮线 砂轮不同磨削参数条件下的工件表 面粗糙度与最大未变形切屑厚度关系图。图!3 中工 粗糙度值减小。这是因为提高砂轮速度后,每颗磨粒 件材料为%&47 钢,砂轮线 ;图!: 中工件 切下的磨屑变薄,磨粒通过工作区时在工件表面上留 材料为%+,钢,砂轮线 ;其中实线表示 下的切痕深度就会变小;另外,砂轮速度的提高,也有 工作台速度为 )- )./ ,虚线表示工作台速度为% )- 利于磨屑的形成,磨削表面因塑性变形而生成的侧流 )./ 。 或隆起的高度也会变小。砂轮线速度对加工表面粗糙 由图! 可知随着磨削最大未变形切屑厚度的增 度的影响不如砂轮磨削深度对其影响大,其粗糙度值 加,磨粒擦过工件表面时,在工件表面上划出的切痕深 的变化范围基本上在&’ ( !) 之间。 ·### ! · ( 度也加大,因而工件表面粗糙度值相应增大。这与随 , )合理选择磨削用量和工艺参数对于提高磨削 着磨削深度的增加,工件表面粗糙度值增大的规律是 效率和保证加工质量是十分重要的。由于影响磨削过 一致的。 程的因素很多,对于不同的磨床、工件、砂轮、冷却液以 及不同的磨削方法,磨削用量的选择需根据具体情况 ! 结论 决定。 ($ )随着切削深度的增加,表面粗糙度值呈增大 参 考 文 献 的趋势。当切削深度小于%& $% ’’ 时,表面粗糙度值 $ 蔡光起. 磨削技术现状与新进展. 制造技术与机床,(%%% (, ):$% / $$ 随切削深度的加大而显著增大,但此后,随着切削深度 ( 陆名彰,熊万里,黄红武等. 超高速磨削技术的发展及其主要相关技 术. 湖南大学学报 (自然科学版),(%%( ,(0 ($% ):)) / )1 的加大,表面粗糙度值增加缓慢。这说明在超高速磨 宋贵亮,巩亚东,蔡光起. 超高速磨削及其应用. 航空精密制造技术, 削条件下进行大切深时,仍能保证工件表面质量,从而 (%%% ,! ( ):$! / (% 大大提高了磨削效率。 ) 冯宝富,蔡光起,邱长伍. 超高速磨削的发展及关键技术. 机械工程 师, ( (%%( ($ ):, / 0 ( )砂轮线速度增大,粗糙度值减小。但砂轮线 速度对工件表面粗糙度的影响不如砂轮磨削深度对其 , 鹈饲直行. 超高速磨削の要素技术. 机械と工具,$002 (, ):% / ) ! 王西彬,解丽静. 超高速切削技术及其新进展. 中国机械工程,(%%% , 影响大。在超高速磨削条件下,其粗糙度值的变化范 $$ ($( ):$0% / $0) 围基本上在%& $ !’ 之间。 2 荣烈润. 高速磨削技术的现状及发展前景. 机电一体化,(%% ($ ):! ( )随着磨削最大未变形切屑厚度的增加,工件 / $% 表面粗糙度值也在增大。 1 李伯民,赵波. 现代磨削技术. 北京:机械工业出版社,(%% :(( / (! ( (编辑 汪 艺)# # ) )在高速、超高速磨削条件下,在相同的磨削工 艺参数条件下,)%*+ 钢能比),-钢获得更好的表面粗 (收稿日期:(%%! 3 %0 3 ( )# # 糙度,这是合金结构钢在加工性能上优于碳素结构钢 文章编号:2,(% 如果您想发表对本文的看法,请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。 的材料特性所决定的。 ·二手设备 · $0 ( F 锻造操作机,无锡,$002 年,少用。 $ *4!$$%% 5 ( ’ 车床,天水,$011 年,少用。 (% G!2 3 (DD6 (,% 压砖摩擦压力机,辽锻,! 成。 ( *4!$1% 5 $. , ’ 车床,沈阳,$00) 年,少用。 ($ 9(1 3 ,%% 双动薄板拉伸机,天津,$00( 年,未用。 *!% 5 ’ 车床,沈阳,$021 年,少用。 (( G:$ 3 $, 闭式单点压力机,济南,$02% 年,2 成。 ) $. !6 ( . ,6 . (6 ,6 !. ’ 立式车床,国产6 俄罗斯,2 / 1 成。 ( G:! 3 1%% 闭式双点压力机,济南,$021 年,1 成。 , 7,(86 7,86 7!4 铣床,北京,$026 $01) 年,2 / 1 成。 () 5 $% ’ 铣边机,英国,1 成。 ! $. (, 5 ) ’6 ( 5 2 ’6 ( . , 5 1 ’6 . ( 5 $) ’ 龙门铣6 镗铣,国 (, 格里森;D$$! 弧齿铣,美国,$022 年,1 成。 外产,详情见资料。 (! 格里森;D)! 弧齿磨,美国,$0!0 年,1 成。 2 落地镗铣床,主轴直径 $!% / (,% 各种。立柱行程,加工高 (2 @H* 3 1,% 三坐标测量机,德国蔡司,$00% 年,少用。 度各异,国外产,详情见资料。 (1 I) $!* 坐标镗,昆明,$01, 年,1 成。 1 卧式镗床,主轴直径$(,6 $!% ,俄罗斯,$01% 年,2 / 1 成。 (0 I)()%6 I)(!6 I)(1% 坐标镗,昆明,1 成。 0 92 $(: 磨齿机,秦川,$010 年,0 成。 % B72, 坐标镗,瑞士,$02% 年,1 成。 $% ;=?!% 磨齿机,德国,$01$ 年,0 成。 $$ @:A!%B 磨齿机,瑞士,$0!0 年,0 成。 北京市鸿森佳科贸有限公司 $( ;CD6 ;C: 蜗杆砂轮磨齿机,瑞士莱斯豪尔,$0!0 年,1 成。 地址:北京市广渠东路$ 号 ,邮编:$%%%(( ,联系人:贾先生 $ ,(,6 ,(1 弧齿铣,俄罗斯,$02% / $01% 年,1 成。 电线)(% 齿轮倒棱机,重庆,$001 年,未用。 邮箱:JKLMNOL 3 PQRS NKJT. UK’ $, 9@,$,% 插齿机,长江,$00) 年,1 成。 公司网页:JNP . NJOVOQ. UL $! @E$,% 5 ( ’ 外圆磨,上海,$01$ 年,1 成。 本公司大量收购各厂矿闲置的各种设备。为调剂余缺提 $2 *) $ 3 )%%6 $%%% 空气锤,廊房,$01) 年,少用。 供信息,为您服务。 $1 *) $ 3 ,!% 空气锤,上海,2 成。 ·### ! ·

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