超高速磨削的发展与关键技术

超高速磨削的发展与关键技术

一、超高速磨削的发展及关键技术(论文文献综述)

朱钰[1](2021)在《超高速磨削技术在机械制造中的应用探析》文中研究指明文章通过对超高速磨削技术的发展以及其应用的优势进行分析,阐述了超高速磨削机理及工艺,最后讨论了高速磨削技术在机械制造中的应用,希望为我国超高速磨削技术的研究提供丰富的理论基础。

刘蕾[2](2020)在《超高速磨削电主轴液体动静压轴承结构的多目标优化设计》文中研究表明动静压轴承作为超高速磨削电主轴系统的核心部件,其工作性能直接影响着电主轴的加工精度和可靠性。对于经常处于超高速运转状态下的动静压轴承,迫切需要保证轴承的工作性能稳定可靠,因此必须对动静压轴承的承载特性进行分析。针对传统动静压轴承的设计都是满足设计要求的可行性方案,不能保证轴承具有最优性能,为了提高轴承的工作性能,本文以具有典型腔体结构的深浅腔液体动静压轴承为研究对象,进行轴承结构的多目标优化设计。本文主要工作内容如下:(1)为了研究深浅腔液体动静压轴承的工作性能,采用基于Navier—Stokes方程的CFD软件Fluent对动静压轴承进行建模仿真。针对动静压轴承的油膜厚度远小于其曲率半径,故采用微米级单位进行建模工作。为了保证后续计算速度与计算质量,在ICEM CFD软件中采用O—Block分块的方式,对动静压轴承进行结构化网格划分,并通过CFX软件进行动网格处理,实现油膜偏心率的变更,简化建模工作。(2)基于划分好结构化网格的油膜,对深浅腔液体动静压轴承进行仿真计算,研究不同偏心率条件下,供油压力、主轴转速、进油孔径、初始油膜厚度、浅腔深度等结构参数和工作参数对动静压轴承承载能力、油膜刚度和温升的影响机制,为后续优化设计奠定基础,结果表明动静压轴承的优化设计是多因素多目标问题,而非单因素单目标问题。(3)基于动静压轴承的承载特性分析,以动静压轴承的承载能力最大、油膜刚度最大和温升最小为目标函数,以进油孔径、初始油膜厚度、浅腔深度为设计变量,以参数的取值范围为约束条件,采用遗传算法对动静压轴承进行多目标优化设计,寻找最优解集,并对优化结果进行分析,结果表明优化后的动静压轴承其承载能力、油膜刚度和温升均优于优化前,验证优化设计的可行性。

王也[3](2020)在《超硬磨料砂轮挤磨削方法磨削过程实验研究》文中进行了进一步梳理磨削加工是应用最广的精密加工方法。采用超硬磨料磨削不仅在特定场合可以提高加工精度的稳定性和精度等级,而且扩大了磨削加工的应用范围。在高效加工领域,出现了高速与超高速磨削、缓进给磨削、高效切深磨削等高效磨削方法,其材料去除率甚至能高过通常的车削和铣削加工效率。这些新的磨削加工工艺提高了加工效率,但是仍然存在许多问题,例如:被磨削工件表面被磨削产生的高温烧伤、磨削工具磨损而导致的工件尺寸误差等。而要解决这些问题的关键就是要控制磨削弧区磨削热的产生和约束工件轮廓来控制表面热流密度的分布。为此,本团队提出了一种利用金刚石回转形面约束普通自由磨粒挤磨去除工件材料的磨削方法—超硬磨料砂轮挤磨削方法(简称挤磨削)。本文利用理论分析与实验分析相结合的方法,使用理论与实验结合的方法对挤磨削方法进行科学系统研究,具体研究内容如下:1.挤磨削方法及磨削机理建立挤磨削方法的几何模型,依据挤磨削加工的自由磨粒磨削的特性,采用力学原理分析约束形面下自由磨粒对工件材料的划擦、撞击和挤压过程,建立形面约束下的自由磨粒材料去除的力学模型。并在此基础上,从材料受力、变形出发,依据磨粒运动轨迹及力学模型,分析材料成屑规律,建立了材料去除成屑的理论模型。结合统计学原理,建立挤磨削磨削面区及有效磨粒数的理论模型。2.挤磨削实验平台的搭建搭建包含自调整进给器和自由磨粒液供给循环系统的可满足多因素实验的需求以及控制磨削过程中不同工艺的挤磨削磨削实验平台。3.自由磨粒液的制备制备了配制自由磨粒液专用设备,并通过实验对自由磨粒液配制参数及性能进行了分析和优化。4.电镀结合剂挤磨砂轮的制备搭建了电镀挤磨轮电镀工作站,并通过实验对电镀工艺参数进行了研究,制备了不同金刚石排布方案的电镀金属结合剂超硬磨料挤磨砂轮。5.挤磨削材料去除机理实验研究对挤磨削材料去除及成屑规律进行实验研究,利用超景深显微镜、粗糙度测量仪等仪器设备对实验工件材料表面和磨屑进行观察测量,观察表明挤磨削表面具有自由磨粒挤压形貌,磨屑呈现颗粒状,从而印证了其表面与磨屑成形规律符合建立的挤磨削理论模型。6.基本工艺规律实验研究对影响磨削效果的主要工艺因素分别进行了实验,获得了挤磨削工艺的基本规律:磨削表面粗糙度随自由磨粒液浓度提高而变高;自由磨粒粒经越大表面粗糙度值越高;进给速度主要影响挤磨间隙,间隙与自由磨粒粒径尺寸近似时取得最优的磨削表面;挤磨砂轮挤磨削速度的增加会增加磨削能提高挤磨效率,但是降低了表面粗糙度;提高挤磨削的径向切深可提高挤磨削效率,但过大的切深会使磨削温度上升,应降低工进速度或增大挤磨砂轮挤磨削速度以避免自由磨粒作用时间变长而温度上升进而对磨削产生的损害;挤磨砂轮金刚石排布越致密挤磨削磨削效果越好。

杨鑫[4](2020)在《超硬CBN磨具特性分析与高速外圆磨削残余应力研究》文中研究表明随着世界科技水平的不断进步,现代制造业已由传统的成形制造向更高品质的表面完整性制造及抗疲劳制造发展。磨削属于精密/超精密加工工艺,磨削加工不但要保证工件的形位精度,而且要使工件具有高表面完整性,进而获得较长的疲劳寿命。突破了传统磨削局限的高速/超高速磨削工艺是磨削领域的重要里程碑,在高质量零件的高效加工方面发挥了重要作用。磨具,作为磨削工业的主要执行者,其特性对工件产生直接影响,超硬磨料CBN(立方氮化硼)将表面完整性制造与高速磨削工艺联系起来,由于超硬磨具的种类繁多,其特性又各不相同,所以探究不同CBN磨具的特性差异则尤为重要。同时,残余应力是磨削加工表面完整性的关键评价指标之一,对工件的疲劳寿命有决定性作用,因此,研究高速磨削工艺对残余应力的影响有重要意义。本文首先以超硬CBN磨具样块为研究对象,对陶瓷、树脂结合剂及不同粒度梯度等特性进行对比分析,通过试验测试样块的耐磨性、抗折强度、洛氏硬度以及形貌等指标来衡量磨具样块的性能,对比相同粒度下,不同结合剂磨具样块性能的差异以及相同结合剂下,不同粒度磨具样块的性能差异;然后,使用陶瓷结合剂CBN砂轮对18CrNiMo7-6渗碳淬硬钢进行高速外圆磨削试验,探究砂轮线速度vs、工件转速nw、砂轮径向进给速度vfr和砂轮粒度等工艺参数对试样表层残余应力分布的影响规律并分析规律形成的原因。研究结果表明:(1)自动研磨机的有效利用及磨耗率(MWR)概念的引入可以较好的衡量磨具的耐磨性;在相同粒度梯度下,陶瓷结合剂磨具的耐磨性和抗折强度均低于树脂结合剂磨具,洛氏硬度除230/270#粒度外,120/140#和W20的陶瓷结合剂磨具也低于树脂结合剂磨具;在耐磨性方面,陶瓷结合剂与树脂结合剂磨具的磨耗率均随磨具粒度的增加而增加,表现出较好的一致性与规律性;洛氏硬度与抗折强度方面,对于树脂结合剂磨具,两者具有一定的相关性,均随粒度的增加而下降,而陶瓷结合剂磨具中,230/270#的磨具具有特殊性,其洛氏硬度与抗折强度均最大,分别为80.33 HRB和6.61 MPa。(2)高速磨削工艺可以为18CrNiMo7-6工件表面引入残余压应力,表面残余压应力值随vs的提高小幅增加,nw和vfr的影响不具有单调性;X、Y方向表面与深度方向的残余应力分布趋势基本一致,Y方向的应力分布略高于X方向;vfr对残余应力分布影响较大,部分工艺参数的应力影响层深达到100~150μm,且出现残余拉应力,vs的影响次之,60 m/s时“塔”形分布明显,nw没有明显影响规律;230/270#砂轮对残余应力分布影响较大,应力影响层深约为80~100μm,120/140#和W20砂轮对应力分布影响较为接近;设计制造的剖层辅助夹具有效地提高了圆柱工件残余应力的检测精度,并且检测效率提高一倍以上。

冯克明,赵金坠[5](2020)在《先进磨削技术应用现状与展望》文中研究表明磨削可加工任何硬度材料并在微细加工方面具有不可替代的优势,是现代装备制造业发展的重要支承。基于先进磨削技术高速、高效、精密、长寿、柔性、绿色等特点,对目前磨削技术进行了全面梳理、归纳,介绍了高速和超高速磨削、高效深切磨削、蜗杆砂轮磨削、重载荷磨削、精密和超精密磨削、脆性材料延性域磨削、轮轨高速被动磨削、复合磨削、智能磨削、绿色磨削等先进磨削技术的加工机理、技术特点及影响因素,并重点分析其应用现状。先进磨削技术普及率低主要是国内高档磨床及其关键功能部件制造落后,关键核心技术薄弱,产学研用合作不足,应用领域受限等。最后,对先进磨削技术的未来发展进行了展望,并提出了相关建议。

夏江[6](2020)在《单颗磨粒超高速磨削镍基高温合金的试验与仿真研究》文中研究指明凭借优良的高温物理力学性能,镍基高温合金广泛应用于航空航天装备领域,但同时由于镍基高温合金高温强度高、热导率低以及具有众多强化相等特点,导致常规磨削效率低、加工质量差。超高速磨削技术具有加工效率高、磨削力小、砂轮磨损少、工件表面质量好等优势,为镍基高温合金的高效加工提供了新途径。然而目前超高速磨削镍基高温合金的研究相对较少,特别是磨削机理还缺乏相应的分析和探讨。针对上述问题,本文采用单颗磨粒磨削的研究方法,通过试验与仿真相结合的研究方式,分析超高速磨削条件下单颗磨粒切厚和磨削速度对材料成屑去除过程的影响规律,揭示超高速磨削的材料去除机理。本文的主要研究工作和取得的成果如下:(1)研制了超高速磨削用单颗磨粒砂轮。通过有限元建模的方式对比了钢、铝合金、钛合金和CFRP材料等不同基体材料的动静态性能,选用CFRP材料作为砂轮基体。根据CFRP材料特性设计了基体—胶粘层—节块的砂轮结构并进行了强度校核,通过高频感应钎焊将金刚石磨粒与金属节块焊接在一起,制备砂轮并进行了安全回转试验。结果表明:研制的单颗磨粒砂轮可用于最高磨削速度为200m/s的单颗磨粒超高速磨削试验。(2)基于单颗磨粒砂轮开展了磨削速度为80~200m/s的超高速磨削GH4169镍基高温合金试验。对工件表面磨痕和磨屑形貌进行了观测分析,获得了隆起比和集中剪切频率,分析了单颗磨粒切厚和磨削速度对材料去除行为的影响规律。(3)采用有限元方法开展了单颗磨粒磨削仿真研究,建立了单颗磨粒磨削GH4169镍基高温合金的三维模型,对高速超高速磨削条件下磨屑形貌演化过程及磨削仿真过程中的磨削力变化规律进行了探究,表征了磨削区域内应力应变和温度等物理参量的分布和变化,揭示了单颗磨粒切厚和磨削速度对磨屑形貌、成屑频率及隆起特征的影响机制。本文研究成果深化了超高速磨削机制的理解,可为实现镍基高温合金的高质高效率加工提供理论和技术支持。

苑举勇[7](2019)在《单颗磨粒超高速磨削机理仿真研究》文中研究指明超高速磨削技术具有高效率、高精度等特征,在加工制造领域应用非常广泛,但是超高速磨削理论与传统磨削理论有较大区别。鉴于整体研究磨削过程较为困难,所以采用研究单颗磨粒的切削过程的方法来研究磨削机理。应用有限元软件仿真的方法代替实验方法研究单颗磨粒切削过程及机理,为超高速磨削工艺的工程应用奠定基础。本文基于有限元分析方法对单颗磨粒超高速磨削45钢过程进行仿真研究,结合单颗磨粒高速磨削实验,开展如下研究工作:1.分析单颗磨粒球顶圆锥体简化模型;研究单颗磨粒磨削工件材料过程中的弹性划擦、耕犁和切屑形成三个阶段,分析磨粒切削过程中的材料变形特性;设立单颗磨粒的第一道磨削接触弧长和基本的磨削痕迹接触弧长度理论公式,从切削变形力和摩擦力两个方面研究了单颗磨粒磨削力公式。2.建立45钢材料模型,设计45钢材料本构方程和断裂准则。建立单颗磨粒切削仿真的几何模型,定义材料属性、接触关系、载荷及边界条件,对模型单元进行划分,为单颗磨粒切削仿真试验做好准备工作。3.对不同磨粒切削速度、切削深度和前角角度等因素下,工件材料的切削应力和塑性变形分布进行仿真分析,研究不同磨削工艺参数对工件材料切削应力和塑性变形的影响规律。4.完成不同磨削工艺参数的单颗磨粒磨削45钢实验,研究不同参数下磨削力的分布情况,分析磨削沟痕形状特点。

蔡孟丽[8](2019)在《挤磨修整技术在超高速磨削砂轮中的应用》文中研究指明高速超高速磨削技术不仅能极大的提高加工效率,还能获得良好的表面粗糙度和精度。但是由于高速超高速磨削速度较高,砂轮承受的磨削力较大,砂轮基本上都是采用超硬磨料砂轮。与普通速度下修整相比,超高速砂轮在高速修整时由于存在修整速度高、磨削力大、温度过高等问题,使得砂轮修整比较困难,因此,研究并解决超高速磨削砂轮难修整问题是发展超高速磨削技术的重要因素之一。目前国内外超高速砂轮修整技术的研究比较少,所采用的修整方法大都是传统普通速度磨削时的砂轮修整方法,普遍存在修整效率低、工具磨损快、装置复杂和精度差等问题。因此,需要开展研究以寻求更好地修整超高速砂轮的技术。本课题针对超高速磨削砂轮难修整问题,提出了采用挤磨修整方法修整超高速磨削砂轮的方案,为此开展了一系列的研究工作,并取得了相应的成果。具体内容如下:1.超高速磨削砂轮挤磨修整机理研究在高速运转下,挤磨轮金刚石形面约束自由磨粒挤磨超高速砂轮,通过破坏超高速砂轮表面的结合剂桥使磨粒脱落,实现快速修整砂轮所需形状;然后再通过金刚石挤磨轮对超高速砂轮形面微磨削,实现对砂轮形状和轮廓的精密修磨;通过理论分析和实验研究,在微观状态下观察砂轮挤磨修整后的形貌,揭示了挤磨修整机理特性。2.挤磨修整力学性能研究根据挤磨修整过程中挤磨修整力情况分析,建立挤磨修整力的数学模型;结合挤磨力的数学模型和磨削力经验公式,推导出挤磨修整力公式。通过试验研究对挤磨修整力数据、推导公式进行验证,并对推导的挤磨力公式进行Matlab软件仿真,分析研究挤磨修整力对挤磨修整效率的影响。3.金刚石挤磨轮研制及挤磨修整装置设计与制造本课题采用金刚石滚轮作为挤磨修整工具,其制造方法、加工精度、形状要求对挤磨修整效果均产生影响。为了提高修整效率,金刚石挤磨轮采用电镀法制造,电镀法分为外电镀法和内电镀法。本课题研究了相关的制造工艺,金刚石挤磨轮采用的磨粒排布方式为常规叶序有序排布,金刚石粒度号为18/20、30/35、70/80等,其加工制造精度可达0.003mm0.005mm;挤磨修整装置由精密驱动主轴、具有力反馈的进给精密滑台组成,进给装置设计有力反馈系统,通过力反馈控制挤磨修整间隙。并设计研制了自动控制系统,可以设置、控制挤磨修整力以及调节挤磨修整参数等。4.挤磨修整基本工艺规律试验研究挤磨修整试验主要研究加自由磨粒与不加自由磨粒、修整速度差、进给速度、修整不同结合剂砂轮对挤磨修整效率的影响。采用单一变量原则,进行挤磨修整试验,得出修整结论,具体结论如下:加自由磨粒修整效率高;挤磨修整效率随着修整速度差的增加而降低,当修整速比q=0.6时,修整效率较高;挤磨修整效率随着进给速度的增加而减小,进给速度ap=0.5um/s时修效率最高;陶瓷结合剂金刚石砂轮比较容易修整、修整效率较高且磨削性能较好。

高东恩[9](2019)在《超高速砂轮基体动静特性的研究》文中指出超高速磨削技术是现代新材料技术、制造技术、控制技术、测试技术和实验技术的高度集成,具有加工质量好、加工效率高的特点,对难磨材料的加工实现了突破性的进展,是磨削加工工艺的革命性改变。超高速磨削技术的研究主要围绕超高速大功率主轴、超高速磨削砂轮和超高速磨削机理等几个关键部分展开,其中超高速砂轮作为磨削的直接接触对象,其性能直接影响了超高速磨削的过程。现阶段,根据不同的超高速砂轮基体材料,超高速砂轮主要有金属基体砂轮和CFRP砂轮。金属基体砂轮的质量比CFRP砂轮的质量明显较大,这就导致了金属基体砂轮在磨削加工中由于离心力的作用而产生较大的径向变形,从而破坏砂轮基体和节块,降低砂轮使用的安全性和可靠性,另外金属基体砂轮使主轴负荷增加,降低主轴使用寿命。虽然CFRP砂轮质量较轻,但CFRP价格昂贵,难以加工,所以CFRP砂轮需要极高的制作成本。由于CFRP砂轮自身结构的影响、砂轮基体不同的铺层方式、节块的制作和使用数量、以及轻质基体和节块粘接等都还存在许多问题没有解决,这些因素都严重阻碍了CFRP砂轮的使用,因此及时的开展超高速砂轮基体动静特性的研究,不仅可以推动超高速砂轮技术的发展,为超高速砂轮技术在超高速磨削技术中的发展提供技术支撑,同时也进一步推动超高速磨削技术在我国的发展。本文针对上述超高速砂轮存在的问题,采用有限元分析和试验相结合的方法,开展了变截面金属基体砂轮和CFRP砂轮动静特性的研究,优化并建立了一套完整的CFRP砂轮设计和制作工艺,试验验证了CFRP砂轮在超高速磨削中的优越性。具体研究内容如下:(1)分析超高速砂轮基体结构对砂轮磨削性能的影响利用有限元方法(ABAQUS)建立超高速砂轮模型,分析基体不同截面形状对金属基体砂轮磨削性能的影响,同时分析比较平行截面形状基体的金属基体砂轮和CFRP砂轮的动静态特性,包括径向变形量、最大等效应力及固有频率,研究基体材料对超高速砂轮磨削性能的影响机制。(2)CFRP砂轮的设计和制造CFRP砂轮结构和金属基体砂轮结构稍有不同的是,首先CFRP砂轮的中心法兰是与轻质基体镶嵌粘接在一起的,而且在加工时以中心法兰两个端面为基准,提高砂轮的形位精度。其次CFRP基体是由各向异性的单层预浸料铺层而成的,在铺层前要确定铺层的角度、单层预浸料的厚度和铺层的层数,合理的铺层结构使CFRP基体达到近似各向同性。基体制作完成后,再进行基体与节块、基体与中心法兰的粘接,并对制作好的CFRP砂轮进行修整和安全性能回转试验,以研究轻质、高强度、高刚度及高疲劳强度的CFRP砂轮在高速超高速中的磨削优势。(3)超高速砂轮的磨削特性实验完成的钢基体砂轮和CFRP砂轮制作后,对其进行超高速砂轮性能评价,即钢基体砂轮与CFRP砂轮磨削特性的对比试验。用试验的方法验证上面的仿真工作,在相同的磨削速度、相同的进给速度及相同的背吃刀量下,分别用钢基体砂轮和CFRP砂轮磨削相同的工件,记录实验数据,测量两种砂轮在对应速度下的径向变形量。同时验证了设计并制作的CFRP砂轮可以达到160m/s磨削速度的要求,为轻质高强度的超高速砂轮设计提供理论依据。

张闯[10](2019)在《超高速磨削电主轴热特性分析研究》文中认为超高速磨削技术可以实现加工效率和加工质量的完美结合,因此被国际生产工程协会列为面向21世纪的中心研究方向之一。电主轴作为实现超高速磨削技术的核心组件,其热特性是影响超高速磨削加工效率和精度的关键因素之一,因此研究如何改善电主轴温度场分布、减小电主轴的热变形对于超高速磨削技术的发展意义重大。本课题通过理论分析和有限元仿真相结合的方法对超高速磨削平台电主轴的温度场分布、温升规律以及热变形情况进行深入研究,并结合课题电主轴的结构特点和有限元分析结果提出改善其热特性的结构改进方案,研究内容和研究结论对后续超高速磨削平台电主轴回转精度研究提供了重要研究数据。论文的主要工作如下:(1)针对超高速磨削试验平台上电主轴的基本组成结构,分析了电主轴系统的关键技术,包括轴承的预紧和润滑方式、润滑系统和循环冷却系统的工作原理等;结合传热学知识对电主轴的热源分布、散热方式、热传递过程及热变形过程进行分析研究。(2)根据理论计算公式,计算了电主轴热源生热率及其主要部位的对流换热系数;建立了电主轴有限元分析模型;将计算所得的热载荷及热边界条件加载到有限元分析软件ANSYS Workbench中,对电主轴的热特性进行有限元分析,得到了电主轴的稳态温度场、瞬态温度场以及热-结构耦合场的仿真结果,分析研究了电主轴内部的热量传递情况、温度场分布情况、温升规律以及热变形情况。(3)基于前文温度场和热-结构耦合场仿真结果,依据超高速磨削平台电主轴的结构特点对其部分结构进行了一定程度的改进,并对结构改进后的电主轴整体进行了重新建模。将重新计算得到的热载荷及热边界条件加载到改进后的电主轴模型上,得到其稳态、瞬态温度场和热-结构耦合场的仿真结果;对比原方案和新方案的仿真结果发现:前轴承处最高温度从66.8℃减小到49.8℃,下降了约25%;后轴承处最高温度从64.9℃减小到54.9℃,下降幅度约15.4%;电主轴轴端热变形得到了有效控制,安装砂轮处的轴端热变形量从88μm减小到了15μm,减小幅度达到约82%。对比结果表明本次结构改进方案有效地降低了电主轴整体温升,减小了电主轴的热变形,提高了电主轴的回转精度和平台加工精度。

二、超高速磨削的发展及关键技术(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、超高速磨削的发展及关键技术(论文提纲范文)

(1)超高速磨削技术在机械制造中的应用探析(论文提纲范文)

0 引言
1 超高速磨削技术的发展
2 超高速磨削技术的应用优势
    2.1 部件精度的提高
    2.2 部件光洁度的增加
    2.3 砂轮耐用程度的提高
    2.4 加工制造效率获得提升
3 超高速磨削机理及工艺
    3.1 超高速磨削砂轮技术
    3.2 超高速磨床主轴及其轴承技术
    3.3 磨削液及其供给技术
    3.4 磨削状态检测及数控技术
4 超高速磨削技术在机械制造中的应用
    4.1 超高速磨削的深磨技术应用
    4.2 超高速磨削的精密磨削技术的应用
    4.3 超高速磨削对难磨材料的应用
    4.4 超高速磨削的先进技术应用
5 结束语

(2)超高速磨削电主轴液体动静压轴承结构的多目标优化设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 超高速磨削电主轴轴承技术
        1.2.2 液体动静压轴承国内外研究现状
        1.2.3 液体动静压轴承优化设计的研究现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 本章小结
2 动静压轴承数学模型
    2.1 雷诺方程推导
    2.2 计算流体力学基础
        2.2.1 CFD概述
        2.2.2 计算流体力学控制方程
        2.2.3 控制方程的离散求解
        2.2.4 常用计算流体力学软件
    2.3 轴承特性分析
    2.4 本章小结
3 动静压轴承油膜数值计算
    3.1 物理模型及网格划分
        3.1.1 几何模型
        3.1.2 油膜网格的划分
        3.1.3 网格质量评定
    3.2 边界条件的确定
    3.3 计算方法的确定
    3.4 本章小结
4 动静压轴承承载特性分析
    4.1 供油压力对承载特性的影响
    4.2 主轴转速对承载特性的影响
    4.3 进油孔径对承载特性的影响
    4.4 初始油膜厚度对承载特性的影响
    4.5 浅腔深度对承载特性的影响
    4.6 本章小结
5 动静压轴承的多目标优化设计
    5.1 优化设计概述
    5.2 优化设计的数学模型
        5.2.1 优化设计的目标函数
        5.2.2 优化设计的设计变量
        5.2.3 优化设计的约束条件
    5.3 优化算法的分析
        5.3.1 遗传算法概述
        5.3.2 MATLAB软件介绍
    5.4 优化计算
    5.5 本章小结
总结与展望
    总结
    展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

(3)超硬磨料砂轮挤磨削方法磨削过程实验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外相关技术发展现状
        1.2.1 高效磨削技术发展现状
        1.2.2 低速磨削国内外发展现状
2 挤磨削方法及磨削机理
    2.1 挤磨削材料去除力学特性
        2.1.1 挤磨砂轮挤压、碰撞自由磨粒力学模型
        2.1.2 自由磨粒团颗粒间的相互作用
        2.1.3 自由磨粒对工件材料作用模型
    2.2 磨屑成形机理模型
    2.3 磨削弧面与磨削面区有效磨粒数
        2.3.1 磨削弧面模型
        2.3.2 有效磨粒数模型
    2.4 本章小结
3 挤磨削实验平台的搭建
    3.1 挤磨削实验平台的总体设计
    3.2 力反馈自调整进给器
        3.2.1 力反馈自调整进给器的机械设计
        3.2.2 力反馈自调整进给器控制系统
    3.3 自由磨粒液供给循环系统设计
        3.3.1 供给循环系统的总体设计
        3.3.2 磨粒液混合供液装置
        3.3.3 磨粒液循环收集槽
    3.4 本章小结
4 自由磨粒液的制备
    4.1 自由磨粒液的基本组成成分
    4.2 自由磨粒液配置辅助设备
        4.2.1 磨粒液混合搅拌装置
        4.2.2 磨粒液超声波分散装置
    4.3 自由磨粒液配置参数及性能分析
        4.3.1 分散剂浓度的影响
        4.3.2 搅拌时间的影响
        4.3.3 超声分散的影响
    4.4 本章小结
5 电镀结合剂挤磨砂轮的制备
    5.1 电镀法超硬材料挤磨砂轮的制备的总体设计
    5.2 超硬磨料的有序排布
    5.3 电镀工作站的设计
        5.3.1 镀槽设计
        5.3.2 电镀液循环过滤器的设计
        5.3.3 电镀装置的控制
    5.4 电镀层性能实验研究
        5.4.1 实验条件
        5.4.2 电流密度对镀层沉积速度的影响实验
        5.4.3 镀液循环搅拌对镀层平整度影响
    5.5 挤磨砂轮制备
        5.5.1 随机分布的电镀金刚石砂轮制作
        5.5.2 有序排布电镀砂轮制作
    5.6 本章小结
6 挤磨削表面成型暨材料去除机理实验研究
    6.1 挤磨削表面成形实验研究
        6.1.1 实验条件
        6.1.2 挤磨削表面成形实验
        6.1.3 挤磨削表面成形实验结果与分析
    6.2 本章小结
7 挤磨削磨削基本工艺规律实验研究
    7.1 自由磨粒液浓度的影响
        7.1.1 实验方案设计
        7.1.2 实验结果与分析
    7.2 自由磨粒液粒度的影响
        7.2.1 实验方案设计
        7.2.2 实验结果与分析
    7.3 工进速度对磨削表面形貌的影响
        7.3.1 实验方案设计
        7.3.2 实验结果与分析
    7.4 挤磨砂轮挤磨削速度的影响
        7.4.1 实验方案设计
        7.4.2 实验结果与分析
    7.5 挤磨砂轮径向切深的影响
        7.5.1 实验方案设计
        7.5.2 实验结果与分析
    7.6 挤磨砂轮包络型面的影响
        7.6.1 实验方案设计
        7.6.2 实验结果与分析
    7.7 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
作者简介、攻读硕士学位期间取得的学术成果

(4)超硬CBN磨具特性分析与高速外圆磨削残余应力研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 CBN磨具特性与主要性能
        1.2.1 CBN磨具特性
        1.2.2 CBN磨具的磨削性能
        1.2.3 磨具特性的研究现状
    1.3 高速磨削技术
        1.3.1 高速磨削技术及其工程效应
        1.3.2 高速磨削技术的研究现状
    1.4 磨削残余应力
        1.4.1 磨削残余应力概述
        1.4.2 残余应力检测技术
        1.4.3 X射线衍射法的测定原理及方法
    1.5 课题来源及主要研究内容
2 超硬CBN磨具特性分析试验方案
    2.1 试验方案设计
    2.2 磨具样块的性能测试与表征
        2.2.1 耐磨性的测定
        2.2.2 洛氏硬度的测定
        2.2.3 抗折强度的测试
        2.2.4 显微结构的观测与分析
    2.3 本章小结
3 超硬CBN磨具特性分析
    3.1 磨具耐磨性的影响因素分析
    3.2 磨具洛氏硬度的影响因素分析
    3.3 磨具抗折强度的影响因素分析
    3.4 本章小结
4 高速外圆磨削试验方案
    4.1 试验材料及性能介绍
        4.1.1 18CrNiMo7-6 热处理工艺及材料成分
        4.1.2 18CrNiMo7-6 材料力学性能
    4.2 高速外圆磨削设备及试验方案
        4.2.1 高速外圆磨床
        4.2.2 砂轮的选用及其修整方法
        4.2.3 磨削方式及冷却方法的选择
        4.2.4 试验工件及前处理
        4.2.5 单因素试验方案
    4.3 磨削残余应力检测
        4.3.1 磨削外圆面残余应力检测方案
        4.3.2 磨削外圆面剖层试验
        4.3.3 外圆面残余应力检测及剖层辅助夹具设计
    4.4 本章小结
5 磨削工艺参数对18CrNiMo7-6 表层残余应力的影响研究
    5.1 原始工件残余应力分布
    5.2 砂轮线速度对表层残余应力的影响
    5.3 工件转速对表层残余应力的影响
    5.4 砂轮径向进给速度对表层残余应力的影响
    5.5 砂轮粒度对表层残余应力的影响
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
    个人简历
    在校期间参与的研究项目
    在学期间发表的论文
    在学期间获得软件着作权
    在学期间申请的专利

(5)先进磨削技术应用现状与展望(论文提纲范文)

0 前言
1 先进磨削技术
    1.1 高效磨削
        1.1.1 高速磨削、超高速磨削
        1.1.2 点磨削
        1.1.3 缓进深切及高效深切磨削
        1.1.4 蜗杆砂轮磨削
        1.1.5 重载荷磨削
        1.1.6 轮轨高速、被动磨削
        1.1.7 复合磨削
    1.2 精密及超精密磨削
        1.2.1 低表面粗糙度磨削
        1.2.2 ELID磨削
        1.2.3 脆性材料延性域磨削
        1.2.4 工件自旋转磨削
        1.2.5 CMP
    1.3 砂带磨削
    1.4 智能磨削
    1.5 绿色磨削
2 国内先进磨削技术存在问题
    2.1 高档超硬磨具主要由国外垄断
    2.2 国产高端磨削装备工程应用有限
    2.3 磨削技术学术研究与工程应用严重脱节
3 结束语

(6)单颗磨粒超高速磨削镍基高温合金的试验与仿真研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
注释表
第一章 绪论
    1.1 镍基高温合金及其高效磨削加工研究进展
        1.1.1 镍基高温合金物理力学特性及其应用
        1.1.2 镍基高温合金磨削加工特点及其研究进展
    1.2 超高速磨削加工研究进展
        1.2.1 超高速磨削加工的研究现状
        1.2.2 镍基高温合金高速超高速磨削研究进展
    1.3 单颗磨粒磨削材料去除机理的研究现状
        1.3.1 单颗磨粒磨削试验的研究现状
        1.3.2 单颗磨粒磨削仿真的研究现状
    1.4 课题拟开展的研究工作
第二章 单颗磨粒超高速磨削用砂轮设计和制作
    2.1 砂轮基体材料的选用
        2.1.1 CFRP材料的性能特点
        2.1.2 不同材料砂轮基体性能的仿真研究
    2.2 单颗磨粒砂轮设计与强度校核
        2.2.1 单颗磨粒砂轮结构设计
        2.2.2 单颗磨粒砂轮的强度校核
    2.3 单颗磨粒砂轮制作
        2.3.1 砂轮基体与节块制作
        2.3.2 砂轮基体与节块的粘接
    2.4 单颗磨粒砂轮的安全回转试验
    2.5 本章小结
第三章 单颗磨粒超高速磨削镍基高温合金成屑过程的试验研究
    3.1 试验条件与试验方法
        3.1.1 试验条件
        3.1.2 试验方案
    3.2 磨痕形貌分析
        3.2.1 磨粒形貌分析
        3.2.2 磨痕形貌分析
        3.2.3 隆起比分析
    3.3 磨屑形貌分析
    3.4 本章小结
第四章 超高速磨削镍基高温合金成屑过程的仿真研究
    4.1 单颗磨粒磨削有限元模型的建立
        4.1.1 单颗磨粒的几何模型
        4.1.2 磨粒与工件材料模型的建立
        4.1.3 切屑分离准则和摩擦模型
        4.1.4 单颗磨粒磨削有限元模型的建立
    4.2 磨屑形成过程分析
        4.2.1 磨屑与工件表面形貌
        4.2.2 磨屑形成过程与磨削力变化
        4.2.3 应力、应变和温度的分布与变化
    4.3 磨削速度对磨削过程的影响
    4.4 单颗磨粒切厚对磨削过程的影响
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文的主要研究成果与结论
    5.2 对开展后续研究工作的展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(7)单颗磨粒超高速磨削机理仿真研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 单颗磨粒超高速磨削发展及研究现状
        1.2.1 超高速磨削工艺发展现状
        1.2.2 单颗磨粒超高速磨削理论研究现状
    1.3 超高速磨削技术
    1.4 课题研究背景和意义
    1.5 课题主要研究内容
第2章 单颗磨粒超高速磨削理论
    2.1 单颗磨粒模型简化理论
    2.2 单颗磨粒磨削过程
    2.3 半颗磨粒磨削区域接触弧长理论
        2.3.1 单颗磨粒磨削首道磨痕的接触弧长
        2.3.2 单颗磨粒磨削行程的接触弧长
    2.4 单颗磨粒切削力公式
        2.4.1 单颗磨粒切削力模型
        2.4.2 单颗磨粒切削变形磨削力
        2.4.3 单颗磨粒与工件摩擦产生磨削力
        2.4.4 单颗磨粒磨削总磨削力
    2.5 本章小结
第3章 单颗磨粒超高速切削仿真模型的建立
    3.1 45钢工件材料模型的建立
        3.1.1 材料的本构模型
        3.1.2 断裂准则模型
    3.2 单颗磨粒切削有限元模型的建立
        3.2.1 几何模型的建立
        3.2.2 定义材料属性
        3.2.3 定义相互作用关系
        3.2.4 创建载荷与边界条件
        3.2.5 单元划分
    3.3 本章小结
第4章 单颗磨粒超高速磨削仿真研究
    4.1 单颗磨粒材料切削过程分析
    4.2 单颗磨粒切削仿真试验方案
    4.3 切削应力的有限元仿真分析
        4.3.1 切削力及其影响因素
        4.3.2 不同切削速度切削应力模拟
        4.3.3 不同切削深度切削应力模拟
        4.3.4 不同磨粒前角切削应力模拟
    4.4 切削变形的有限元仿真分析
        4.4.1 不同切削速度塑性应变模拟
        4.4.2 不同切削深度塑性应变模拟
        4.4.3 不同磨粒前角塑性变形模拟
    4.5 本章小结
第5章 单颗磨粒砂轮磨削45钢实验研究
    5.1 单颗磨粒磨削实验装置设计
        5.1.1 实验机床
        5.1.2 单颗磨粒砂轮设计
        5.1.3 磨削试验样件
        5.1.4 试验平台搭建
        5.1.5 磨削工艺参数设计
        5.1.6 磨削试验数据处理
    5.2 单颗磨粒磨削过程磨削力分析
        5.2.1 砂轮线速度与磨削力之间的关系
        5.2.2 磨削深度对磨削力的影响
        5.2.3 磨粒负前角与磨削力的关系
    5.3 单颗磨粒磨削表面形状分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
学位论文评阅及答辩情况表

(8)挤磨修整技术在超高速磨削砂轮中的应用(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究背景及意义
    1.3 国内外相关技术发展现状
        1.3.1 超高速磨削技术研究现状
        1.3.2 超高速砂轮修整技术发展现状
    1.4 研究内容及技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
    1.5 本章小结
2 超高速砂轮挤磨修整机理
    2.1 挤磨修整机理
    2.2 挤磨修整力研究
        2.2.1 挤磨修整力学模型
        2.2.2 挤磨修整力公式推导
        2.2.3 挤磨修整力公式计算
        2.2.4 基于Matlab软件挤磨修整力分析
    2.3 本章小结
3 超高速砂轮挤磨修整装置设计
    3.1 挤磨修整工具
        3.1.1 电镀法制造高精度金刚石挤磨轮
        3.1.2 挤磨轮表面金刚石磨料有序排布
    3.2 挤磨修整装置设计
        3.2.1 挤磨修整装置工作原理及结构
        3.2.2 精密主轴设计
        3.2.3 挤磨进给装置设计
        3.2.4 控制装置设计
        3.2.5 挤磨修整自调节进给驱动装置的优势
    3.3 本章小结
4 超高速砂轮挤磨实验研究
    4.1 实验目的
    4.2 实验中测量技术
        4.2.1 修整测量技术
        4.2.2 修整量测量
    4.3 加自由磨粒与不加自由磨粒对挤磨修整效率影响
        4.3.1 实验方法
        4.3.2 实验数据处理与分析
    4.4 修整速度对挤磨修整效率的影响
        4.4.1 实验方法
        4.4.2 实验数据处理与分析
    4.5 进给速度对挤磨修整效率的影响
        4.5.1 实验方法
        4.5.2 实验数据处理与分析
    4.6 不同结合剂被修砂轮对挤磨修整效率的影响
        4.6.1 实验方法
        4.6.2 实验数据处理与分析
    4.7 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
致谢
个人简历

(9)超高速砂轮基体动静特性的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究背景及意义
    1.3 国内外相关技术发展现状
        1.3.1 超高速砂轮国外研究现状
        1.3.2 超高速砂轮国内研究现状
    1.4 项目研究内容
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
        1.4.3 课题创新点
2 砂轮基体对砂轮磨削性能的影响
    2.1 砂轮基体形状对砂轮磨削性能的影响
        2.1.1 砂轮几何建模
        2.1.2 砂轮基体形状设计
        2.1.3 砂轮材料属性
        2.1.4 边界条件和载荷
        2.1.5 网格划分
        2.1.6 砂轮径向总变形和最大等效应力分析
    2.2 CFRP砂轮与金属基体砂轮磨削性能对比
        2.2.1 砂轮几何建模
        2.2.2 砂轮材料属性
        2.2.3 砂轮径向总变形和最大等效应力分析
        2.2.4 砂轮模态分析
    2.3 本章小结
3 CFRP砂轮的设计与制作
    3.1 碳纤维复合材料特性
        3.1.1 结构特性
        3.1.2 加工特性
    3.2 碳纤维复合材料铺层原则
    3.3 碳纤维复合材料性能测试
        3.3.1 实验原料
        3.3.2 实验设备
        3.3.3 拉伸性能
    3.4 不同铺层方式对砂轮基体力学特性影响
        3.4.1 有限元模型建立
        3.4.2 砂轮基体铺层方式
        3.4.3 边界条件和载荷
        3.4.4 不同铺层方式砂轮基体应力和径向变形量
        3.4.5 不同铺层方式砂轮基体固有频率
    3.5 CFRP砂轮的制作
        3.5.1 CFRP砂轮的结构设计
        3.5.2 CFRP砂轮基体的制作
        3.5.3 CFRP砂轮节块的制作
    3.6 本章小结
4 高速超高速砂轮磨削性能试验
    4.1 实验条件
        4.1.1 实验设备
        4.1.2 砂轮
        4.1.3 磨削工艺参数
    4.2 砂轮磨削速度对径向变形影响
    4.3 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介、攻读硕士学位期间发表的学术论文和研究成果

(10)超高速磨削电主轴热特性分析研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
        1.1.1 课题研究的背景
        1.1.2 课题研究的意义
    1.2 超高速磨削加工技术的国内外发展现状
    1.3 电主轴及其热特性国内外研究现状
        1.3.1 国内外电主轴技术的研究现状
        1.3.2 国内外电主轴的热特性研究现状
    1.4 本文研究思路
    1.5 本章小结
2 超高速磨削电主轴结构组成及热源传热过程分析
    2.1 超高速磨削电主轴结构组成
        2.1.1 电主轴的基本结构
        2.1.2 电主轴轴承的预紧和润滑
        2.1.3 电主轴定子的冷却系统
    2.2 超高速磨削电主轴热源及散热过程分析
        2.2.1 电主轴的热源分析
        2.2.2 电主轴的热传递过程分析
        2.2.3 电主轴热变形过程
    2.3 本章小结
3 超高速磨削电主轴的热参数计算
    3.1 超高速磨削电主轴热源定量计算
        3.1.1 电主轴电机的损耗计算
        3.1.2 电主轴轴承生热量计算
        3.1.3 热源的生热率计算
    3.2 超高速磨削电主轴热边界条件计算
        3.2.1 定子外表面及转子外表面上的对流换热
        3.2.2 转子端面与其周围气体之间的对流换热
        3.2.3 轴承与压缩润滑气体的对流换热
        3.2.4 电主轴外壳面上的对流换热
    3.3 本章小结
4 超高速磨削电主轴的热特性仿真分析
    4.1 ANSYS Workbench有限元热分析介绍
        4.1.1 Workbench热分析原理介绍
        4.1.2 Workbench热分析的一般求解过程
    4.2 超高速磨削电主轴温度场分析
        4.2.1 电主轴有限元模型建立以及热分析前处理
        4.2.2 电主轴稳态温度场仿真结果分析
        4.2.3 电主轴瞬态温度场仿真结果分析
    4.3 超高速磨削电主轴热-结构耦合场分析
        4.3.1 热-结构耦合的原理与步骤
        4.3.2 热-结构耦合场仿真结果分析
    4.4 本章小结
5 超高速磨削电主轴结构改进及仿真分析验证
    5.1 对电主轴进行结构改进的依据
    5.2 概述电主轴的结构改进及改进后的结构模型
    5.3 电主轴结构改进后的仿真结果分析
        5.3.1 改进后的温度场结果分析
        5.3.2 改进后的热-结构耦合场结果分析
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
个人简历

四、超高速磨削的发展及关键技术(论文参考文献)

  • [1]超高速磨削技术在机械制造中的应用探析[J]. 朱钰. 内燃机与配件, 2021(03)
  • [2]超高速磨削电主轴液体动静压轴承结构的多目标优化设计[D]. 刘蕾. 河南工业大学, 2020
  • [3]超硬磨料砂轮挤磨削方法磨削过程实验研究[D]. 王也. 河南工业大学, 2020(01)
  • [4]超硬CBN磨具特性分析与高速外圆磨削残余应力研究[D]. 杨鑫. 郑州大学, 2020
  • [5]先进磨削技术应用现状与展望[J]. 冯克明,赵金坠. 轴承, 2020(04)
  • [6]单颗磨粒超高速磨削镍基高温合金的试验与仿真研究[D]. 夏江. 南京航空航天大学, 2020(07)
  • [7]单颗磨粒超高速磨削机理仿真研究[D]. 苑举勇. 山东大学, 2019(02)
  • [8]挤磨修整技术在超高速磨削砂轮中的应用[D]. 蔡孟丽. 河南工业大学, 2019(02)
  • [9]超高速砂轮基体动静特性的研究[D]. 高东恩. 河南工业大学, 2019(02)
  • [10]超高速磨削电主轴热特性分析研究[D]. 张闯. 河南工业大学, 2019

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超高速磨削的发展与关键技术
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