为了研究单向碳纤维复合材料在不同磨削纤维角(磨削方向与纤维取向之间的夹角)下表面的磨削特性和机理,通过一系列磨削实验,研究了磨削纤维角对磨削力、粗糙度和表面形貌的影响,并用扫描电镜(SEM)对磨削加工表面的特征进行了分析。结果表明不同磨削纤维角下的磨削力遵循45°>90°>0°的顺序;表面粗糙度恰好与此相反,磨削纤维角为0°时拥有最差的表面粗糙度;不同磨削纤维角产生不同的损伤形式,磨削纤维角为0°时材料去除机制是以弯曲破坏为主,90°时以剪切破坏为主,45°时则是由弯曲和剪切破坏共同作用导致。

复合材料辊是用于冷轧生产线平整环节去除板材表面油液和杂质的挤油辊,本工作通过ABAQUS软件对单颗粒磨粒磨削复合材料辊进行仿真,分别得出了主要磨削参数对磨削力和磨削温度的影响,并通过正交极差分析法综合得出了磨削参数对两者的影响程度。结合有限元分析的结果,进行了复合材料辊表面磨削试验,试验表明,选用有限元分析初选的磨削工艺,可以极大的改善复合材料辊表面粗糙度,表面粗糙度从约8降低至3.213,说明了使用白刚玉砂轮对复合材料辊干磨削是可行的,能得到良好表面粗糙度的辊面。并通过SEM扫描电镜对磨削前后的辊面进行了对比分析,得出了不同磨削参数的表面纤维状态,发现表面纤维状态在磨削参数为加工后纤维质量更好,表面存在的烧灼点和残留的纤维杂质更少。

研究金刚石砂轮对HIPSN陶瓷平面磨削过程中,不同工艺参数对磨削力的影响。通过正交实验,在干/湿磨两种条件下研究砂轮线速度、磨削深度、工件进给速度等工艺参数对磨削力的影响。在其他参数不变的条件下,湿磨时的法向磨削力大于干磨时的法向磨削力,湿磨时的切向磨削力小于干磨时的切向磨削力。湿磨时的磨削力比大于干磨时的磨削力比,湿磨时的比磨削能小于干磨时的比磨削能。在一定条件下,干磨时的磨削力更有助于高精度表面质量的形成,为绿色加工和生产实践提供了一定的指导意义。

对于模具成型曲面的圆弧包络磨削,曲面磨削力是研究曲面磨削特性、砂轮磨削状态及寿命的重要参数。为解决曲率和磨削力动态变化引起的磨削力难以准确采集及分析的问题,文章首先搭建了三轴曲面磨削力采集系统,明确了三向压电测力仪测得的Fx,Fy,和Fz与磨削分力之间的关系,分析了各磨削条件及曲率对磨削力时域特性的影响。结合工件表面粗糙度、磨削力比及砂轮磨损,可用磨削合力来监控磨削状态及砂轮寿命。针对该实验中的磨削条件,磨削力比2.44可作为圆弧砂轮寿命的判断依据。

微细磨削技术能够实现硬脆材料复杂结构微小零件的高精高效低成本加工.通过深入分析微细磨削机理,考虑刃角圆弧半径的影响,建立了圆锥、球形、三棱锥、四棱锥等4种单颗磨粒切削力模型;采用VHX-1000超景深光学显微镜对Φ0.5mm、#600微磨棒表面磨粒形状进行观测分析并统计,建立了基于单一磨粒模型和基于综合磨粒模型的微细磨削力模型;在ZCuZn38上进行微细磨削试验,对比研究了微细磨削力理论计算结果与试验结果,并基于理论模型讨论了微细磨削力随工艺参数的变化规律.结果表明,单一磨粒模型微细磨削力与综合磨粒模型微细磨削力均能预测不同工艺条件下的微细磨削力,但综合模型微细磨削力的误差最小;不同磨粒模型计算得出的法向磨削力较为一致,但切向磨削力差异较大.

采用回转直径为400mm的单颗PCBN磨粒对AISI1045钢进行磨削实验。使用Kistler9119AA2型三维测力仪实时测量磨削力,借助扫描电子显微镜(SEM)观察工件表面质量和磨削形态。研究了磨削工艺参数对磨削力的影响规律,并就磨削速度对表面质量的影响进行了分析。结果表明磨削工艺参数对磨削力有显著的影响,磨削力随磨削线速度增大而减小,随磨削深度增大而增大,随磨粒前角增大而减小;磨削线速度越大,工件表面质量越好,毛刺越少;负前角单颗磨粒磨屑形态主要有卷曲形和螺旋形两种。

为了探究微磨削对单晶DD98表面粗糙度与磨削力的影响,采用磨粒为500#和磨头直径为0.9mm的磨棒对单晶DD98进行微磨削实验。首先,设计三因素四水平正交实验,通过极差分析得到磨削参数在一定范围内对表面粗糙度影响的主次顺序,其中磨削深度影响最大,主轴转速次之,进给速度最小;并获得最优工艺参数水平组合主轴转速为60000r/min,磨削深度为6滋m,进给速度为20滋m/s。其次,对单因素实验进行微磨削实验,得到在一定范围内,得到表面粗糙度值和磨削力值都随主轴转速的增大、磨削深度的减小、进给速度的减小而减小,并对这种影响规律进行分析。为单晶DD98的微磨削提供了重要的理论基础。

大型齿圈成形磨削时不同的磨削余量会影响磨削力及磨削热的大小,从而引起不同的磨削变形,合理的余量分配对于保证齿圈加工质量意义重大。基于磨削接触区域模型、磨削力模型和磨削移动热源理论,分析了齿圈成形磨削在热力耦合作用下的变形预测仿真流程,建立了磨齿余量分配模型。以某大型齿圈为研究对象,以变形控制为目标,对不同磨齿余量进行了磨削变形仿真,得到了较优的余量分配值。研究方法对提高齿圈成形磨削加工精度具有一定的借鉴意义。

以某机电耦合的宝石加工专用装备的夹具针杆为例，建立了宝石加工过程中磨削力的计算公式和夹具针杆的载荷模型，采用有限元法进行受力分析，得出夹具针杆的支撑点对针杆的挠度影响，通过选取适当的支撑点位置来控制宝石加工装备的加工精度，为提高宝石加工专用装备的精度提供了一种有效的方法。

目前砂带的需求量越来越大,砂带的磨削性能是评价砂带优劣的主要因素,而磨削力是评价砂带磨削性能的重要指标.以SDSYB50砂带磨削试验机为硬件平台,构建砂带磨削力动态监控系统,实现磨削力信号的获取、采集、分析和识别、输出等,并利用La bVI EW软件对砂带的磨削状态进行监控,对砂带的锋利度和耐用度作出评价,为生产和使用砂带的选择提供科学依据.