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6H-SiC高速纳米磨削的去除行为及亚表面损伤机理的分子动力学仿真研究

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机床与液压 2024年

作者：耿瑞文双佳俊谢启明杨志豇周星辰李立军昆明物理研究所三峡大学机械与动力学院三峡大学石墨增材制造技术与装备湖北省工程研究中心

6H-SiC在光电子等领域应用广泛，作为典型的硬脆性材料，其材料去除行为及亚表面损伤机理目前尚不清晰，高效地获得光滑、平坦、低损伤的表面仍十分困难。本文采用分子动力学模拟的方法研究了磨削速度对6H-SiC去除行为及亚表面损伤的影... 详细信息

6H-SiC在光电子等领域应用广泛，作为典型的硬脆性材料，其材料去除行为及亚表面损伤机理目前尚不清晰，高效地获得光滑、平坦、低损伤的表面仍十分困难。本文采用分子动力学模拟的方法研究了磨削速度对6H-SiC去除行为及亚表面损伤的影响。结果表明：磨削时原子层有两条去除路径，即向左上方形成切屑，向右下方形成加工表面。在磨削深度为1 nm、磨削速度为100 m/s的条件下，工件通过相变、堆垛层错、晶格畸变和原子空位产生塑性变形，从而导致工件材料的去除。随着磨削速度的增加，磨粒所受的平均切向磨削力和摩擦系数都减小。相比100 m/s，磨削速度为200 m/s和400 m/s时，平均切向磨削力分别减少了52.3%和55%，摩擦系数分别减少了7.4%和11.9%。增大磨削速度可以减小工件亚表层的损伤深度，提高工件表面材料的去除率，改善工件表面的加工质量。

关键词： 6H-SiC 分子动力学材料去除行为亚表面损伤机理高速磨削

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精雕五轴高速磨削中心JDGRMG300

现代制造 2024年第4期 63-63页

五轴高速磨削中心JDGRMG300是一款由北京精雕研发、制造的具有微米级精度加工能力的精雕五轴高速磨削中心,擅长磨削加工脆性材料(玻璃、陶瓷、硅及宝石等)和难切削材料(硬质合金、不锈钢及钛合金等)精密零件,可稳定实现2μm~5μm精度的... 详细信息

五轴高速磨削中心JDGRMG300是一款由北京精雕研发、制造的具有微米级精度加工能力的精雕五轴高速磨削中心,擅长磨削加工脆性材料(玻璃、陶瓷、硅及宝石等)和难切削材料(硬质合金、不锈钢及钛合金等)精密零件,可稳定实现2μm~5μm精度的精密磨削。

关键词：高速磨削难切削材料精密磨削磨削加工五轴硬质合金精密零件不锈钢

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大曲率表面机器人高速磨削中的陀螺力矩分析

机械工程学报 2022年第15期58卷 208-215页

作者：王文玺黄云刘占芳邹莱吕冲重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆大学航空航天学院重庆400044

工业机器人具有灵活性好、易于调度、通用性强等特点,在大型复杂曲面件磨削中表现出了良好的适应性。而大尺寸复杂曲面件进行精密砂轮磨削时,因工件表面曲率大、尺寸大,高速自旋磨头常伴有连续快速摆动需求而使陀螺力矩加剧。与高速弹道... 详细信息

工业机器人具有灵活性好、易于调度、通用性强等特点,在大型复杂曲面件磨削中表现出了良好的适应性。而大尺寸复杂曲面件进行精密砂轮磨削时,因工件表面曲率大、尺寸大,高速自旋磨头常伴有连续快速摆动需求而使陀螺力矩加剧。与高速弹道/飞行器中陀螺力矩对俯仰位姿调整的阻碍效应相似,陀螺力矩过大也会影响高速重载磨削时磨头位姿的精准控制。为揭示陀螺力矩在机器人磨削中的作用机理,支撑装备选型设计与工艺优化,以高速自旋磨头做单轴摆动为对象开展了理论建模与算例分析。推导了磨头两次定轴转动后的合成角速度和角加速度,基于欧拉动力学方程求得了各轴转矩在全局和局部坐标系下的表达式,最后以水轮机叶片磨削为例对机器人负载能力进行了校核分析并提出了改进意见。发现在磨头局部坐标系下,高速磨头做单轴匀速摆动时的陀螺力矩产生在未发生转动的剩余正交轴向上,其幅值与自旋方向转动惯量、主轴自旋角速度、主轴摆动角速度呈正比。

关键词：工业机器人陀螺力矩高速磨削定点转动复杂曲面

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高速磨削

高速磨削

1982年

作者：刘蒲生

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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非圆等距型面轮廓X-C轴联动高速磨削试验

宇航材料工艺 2022年第4期52卷 71-76页

作者：刘伟石新宇袁厚才何新维刘涛湖南科技大学难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室湘潭411201 中联重科工程起重机公司长沙410000

针对非圆等距型面轮廓磨削加工存在表面质量差的问题,建立基于恒磨除率X-C轴联动磨削理论模型。选用陶瓷CBN砂轮进行三弧段非圆等距型面轮廓的高速磨削正交试验,探究砂轮线速度、工件速度和磨削深度对磨削比能、切向磨削力、磨削温度、... 详细信息

针对非圆等距型面轮廓磨削加工存在表面质量差的问题,建立基于恒磨除率X-C轴联动磨削理论模型。选用陶瓷CBN砂轮进行三弧段非圆等距型面轮廓的高速磨削正交试验,探究砂轮线速度、工件速度和磨削深度对磨削比能、切向磨削力、磨削温度、表面粗糙度的影响规律。分析表明,砂轮线速度对切向磨削力、表面形貌的影响最大,磨削深度对磨削比能、磨削温度、表面粗糙度的影响最大。进行表面形貌观测未探测到明显的磨削烧伤区域,证明恒磨除率X-C轴联动磨削方式可用于非圆等距型面轮廓磨削加工。

关键词：非圆等距型面轮廓 X-C轴联动高速磨削恒磨除率

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CFRP砂轮高速外圆磨削稳定性分析

航空制造技术 2023年

作者：秦鹏冯伟刘斐张霖杨淮文曹乐张国建河南工业大学河南省超硬磨料磨削装备重点实验室白鸽磨料磨具有限公司

为分析不同影响因素对CFRP砂轮高速外圆磨削稳定性的影响，采用铁木辛柯梁理论对具有阶梯特征的工件进行动力学分析，结合锤击试验测得的砂轮动态特性，对高速磨削过程中的砂轮–工件两自由度系统进行了磨削稳定性分析。在对阶梯工件进... 详细信息

为分析不同影响因素对CFRP砂轮高速外圆磨削稳定性的影响，采用铁木辛柯梁理论对具有阶梯特征的工件进行动力学分析，结合锤击试验测得的砂轮动态特性，对高速磨削过程中的砂轮–工件两自由度系统进行了磨削稳定性分析。在对阶梯工件进行动力学分析的过程中，发现阶梯特征对于动态特性的影响较小，误差小于2%。在稳定性分析中发现不同的砂轮转速和不同的工件磨削位置均会影响磨削稳定性。磨削位置越靠近工件中心，则工件刚度越弱，磨削稳定性降低易诱发颤振；而在靠近顶尖支撑的位置，由于工件刚度增强，该位置的磨削稳定性将同时受到工件和砂轮的动力学性能的影响。通过磨削试验验证了分析方法的有效性，试验结果表明，工件磨削位置的刚度差异将会影响加工表面质量，由磨削失稳导致的粗糙度增幅可达51.6%。

关键词： CFRP砂轮高速磨削阶梯工件铁木辛柯梁理论磨削稳定性分析

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提高陶瓷高速磨削温度有限元仿真精度的研究

制造技术与机床 2022年第12期 153-158页

作者：龙华郭力王崇樊新波湖南工业职业技术学院机械工程学院湖南长沙410208 复杂薄壁精密零件智能柔性加工技术湖南省工程研究中心湖南长沙410208 湖南大学机械与运载工程学院湖南长沙410208

磨削温度对工程陶瓷高速磨削性能有重要的影响。采用热电偶法测量工程陶瓷高速磨削温度较困难。而有限元仿真磨削温度能比较容易地对工程陶瓷的高速磨削温度进行深入分析,但由于目前工程陶瓷高速磨削工件热分配比公式精度较低,导致工程... 详细信息

磨削温度对工程陶瓷高速磨削性能有重要的影响。采用热电偶法测量工程陶瓷高速磨削温度较困难。而有限元仿真磨削温度能比较容易地对工程陶瓷的高速磨削温度进行深入分析,但由于目前工程陶瓷高速磨削工件热分配比公式精度较低,导致工程陶瓷有限元仿真高速磨削温度的误差较大。因此在采用热电偶法做少量的工程陶瓷高速磨削温度测量实验的基础上,采用最小二乘法线性回归对目前的工程陶瓷磨削工件热分配比的计算公式进行修正,得到了较高精度的工程陶瓷高速磨削工件热分配比公式。在此基础上工程陶瓷的有限元仿真高速磨削温度与实验测量磨削温度的误差控制在8.9%范围内,从而明显提高了工程陶瓷有限元仿真高速磨削温度的精度。

关键词：工程陶瓷高速磨削磨削温度热分配比有限元仿真

体育器材SAE1008低碳钢高速磨削砂轮工艺优化

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机械设计与制造 2023年

作者：张楠李强河南理工大学机械工程学院新乡职业技术学院师范学院

利用CBN砂轮高速磨削处理技术，对体育器材用SAE1008钢开展单因素测试，对比了不同磨削工艺下表层残余应力变化特征，并分析了相关影响因素。研究结果表明：当砂轮线速度到达60m/s时，获得了较大切向力，残余压应力相对其它工艺条件明... 详细信息

利用CBN砂轮高速磨削处理技术，对体育器材用SAE1008钢开展单因素测试，对比了不同磨削工艺下表层残余应力变化特征，并分析了相关影响因素。研究结果表明：当砂轮线速度到达60m/s时，获得了较大切向力，残余压应力相对其它工艺条件明显减小。当砂轮进给速增大后，形成线性降低的残余压应力，获得了更大比磨削能和更小残余压应力。位于0.5～0.6mm/min范围内呈现拉应力状态，应力作用造成的层深介于100～150 μm，形成了更高磨削温度。230/270砂轮相对其它砂轮在磨削阶段形成更小表面残余应力，沿深度方向也产生了残余拉应力。该研究为设计减小残余拉应力以及改善钢材工件表面组织结构完整性的高速磨削技术提供了一定的参考价值。

关键词：高速磨削残余应力工艺参数单因素测试 SAE1008钢

高速磨削对18CrNiMo7-6表面完整性的影响研究

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表面技术 2018年第9期47卷 259-265页

作者：陈鑫王栋刘昱范郑州大学机械工程学院郑州450001

目的对试件表面粗糙度和残余应力进行分析,为研究高速磨削齿轮材料表面完整性提供试验依据,并对齿轮材料高速磨削工艺进行深入探讨。方法选择以平面磨削为主要研究方式,根据Salomon理论和高速磨削理论,提出以单因素法对齿轮材料18CrNiMo... 详细信息

目的对试件表面粗糙度和残余应力进行分析,为研究高速磨削齿轮材料表面完整性提供试验依据,并对齿轮材料高速磨削工艺进行深入探讨。方法选择以平面磨削为主要研究方式,根据Salomon理论和高速磨削理论,提出以单因素法对齿轮材料18CrNiMo7-6进行高速磨削工艺试验,试验变量为砂轮线速度、磨削深度和工作台速度,以此得到了高速磨削工艺参数与表面完整性(主要为表面粗糙度和残余应力)之间的关系。结果齿轮材料18CrNiMo7-6的表面粗糙度随砂轮线速度的增大、磨削深度和工作台速度的降低而得以改善,用三维粗糙度表征法可以准确地评定工件表面形貌。试验得到砂轮线速度对残余应力的影响最大,磨削深度次之,工作台速度的影响较小。除V_s=160 m/s外,经高速磨削的渗碳淬火18CrNiMo7-6试件表面残余压应力值得到提升。结论通过分析高速磨削对表面完整性的影响,可得到该研究材料的最优磨削参数组合为:V_s=120 m/s,V_w=4 m/min,a_p=0.02 mm。在此磨削参数下,试件的残余压应力值最大,将有利于提高试件表面完整性。

关键词：高速磨削齿轮材料 18CrNiMo7-6 残余应力表面粗糙度表面完整性