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弹性基体软固结磨料磨具的材料去除机理
1
作者
王家庆
郭磊
+3 位作者
刘天罡
郭万金
吕景祥
靳淇超
《中国表面工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期192-204,共13页
基于弹性磨具的磨抛工艺为硬脆材料超精密加工效率与加工质量的兼顾平衡提供了新的解决思路,但其磨抛过程的材料去除机理尚未明确。为研究弹性磨抛过程中的材料去除行为,以硅橡胶作为磨具基体材料,混合微米级金刚石磨料制备弹性基体软...
基于弹性磨具的磨抛工艺为硬脆材料超精密加工效率与加工质量的兼顾平衡提供了新的解决思路,但其磨抛过程的材料去除机理尚未明确。为研究弹性磨抛过程中的材料去除行为,以硅橡胶作为磨具基体材料,混合微米级金刚石磨料制备弹性基体软固结磨料磨具,利用有限元仿真分析方法研究弹性基体软固结磨粒的受力状态,结合接触力学与运动学分析建立考虑单颗磨粒磨损行为与有效磨粒数量的材料去除模型,通过石英玻璃试件的弹性磨抛加工试验验证预测模型的准确性。结果表明:石英玻璃试件的材料去除率随着磨抛压力、主轴转速、磨具偏角的增大而显著增加,而磨料粒径对其影响程度较小;当工艺参数组合为磨料粒径100μm、磨抛压力7 N、主轴转速1500 r/min、磨具偏角20°时,经60 min磨抛后,工件已加工表面粗糙度由1.069μm降至0.089μm,材料去除率为8.893×10^(8)μm^(3)/min;该试验条件下,建立的材料去除模型预测准确度相比Preston经典模型提高36.7%。研究成果可为实现硬脆材料的确定性材料去除提供技术支持和理论依据。
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关键词
弹性基体磨具
软固结磨料
磨削抛光
材料去除效率
多因素模型
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职称材料
管件内壁磁粒研磨时的磨粒动力学行为仿真及分析
被引量:
1
2
作者
吴传宗
马小刚
+4 位作者
张亮
杨诗瑞
解志文
陈燕
丁云龙
《金刚石与磨料磨具工程》
CAS
北大核心
2024年第2期244-251,共8页
为探究磁性磨粒在管件研磨过程中的动力学行为,对其研磨过程进行离散元仿真,并分析其运动轨迹和磨削力随管件转速和加工间隙的变化;通过单磨粒球运动及磁粒研磨试验,验证磁场力模型的准确性与粒子运动学行为可视化的可行性。结果表明:...
为探究磁性磨粒在管件研磨过程中的动力学行为,对其研磨过程进行离散元仿真,并分析其运动轨迹和磨削力随管件转速和加工间隙的变化;通过单磨粒球运动及磁粒研磨试验,验证磁场力模型的准确性与粒子运动学行为可视化的可行性。结果表明:随管件转速提高,磁性磨粒在离心力作用下向加工区域外运动,且加工间隙越大越容易被“甩飞”;在达到临界转速之前,随管件转速提高,磨削力减小,材料去除效率提升。当管件转速由400 r/min提高至临界转速,加工间隙为2 mm和4 mm时,磨削力分别下降5.4μN和2.3μN,材料去除效率明显提升;当加工间隙为6 mm时,磨削力变化较小,且当转速大于临界转速650 r/min时,材料去除效率下降。同时,材料去除量在达到临界转速之前随管件转速提高而增大,但加工间隙的增大会使临界转速降低;且材料去除量的变化趋势与仿真结果一致,验证了仿真分析的可靠性。
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关键词
磁性磨粒
动力学特性
离散元法
磨削力
材料去除效率
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职称材料
碳化硅零件氧化辅助抛光超精密加工的研究现状
被引量:
3
3
作者
沈新民
涂群章
+2 位作者
张晓南
殷勤
王东
《河北科技大学学报》
CAS
2016年第5期431-440,共10页
通过等离子体氧化、热氧化、电化学氧化在碳化硅基材上获得软质氧化层,利用软磨粒抛光实现氧化物的快速去除,有利于提高材料去除效率、提升加工表面质量。研究发现,通过等离子体氧化辅助抛光,表面粗糙度RMS和Ra分别达到0.626nm和0.480nm...
通过等离子体氧化、热氧化、电化学氧化在碳化硅基材上获得软质氧化层,利用软磨粒抛光实现氧化物的快速去除,有利于提高材料去除效率、提升加工表面质量。研究发现,通过等离子体氧化辅助抛光,表面粗糙度RMS和Ra分别达到0.626nm和0.480nm;通过热氧化辅助抛光,表面粗糙度RMS和Ra分别达到0.920nm和0.726nm;在电化学氧化中,基于Deal-Grove模型计算得到的氧化速度为5.3nm/s,电化学氧化辅助抛光后的表面粗糙度RMS和Ra分别是4.428nm和3.453nm。氧化辅助抛光有助于烧结碳化硅加工工艺水平的提升,促进碳化硅零件在光学、陶瓷等领域的应用。
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关键词
特种加工工艺
烧结碳化硅
氧化辅助抛光
表面粗糙度
材料去除效率
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职称材料
磨料射流铣削工艺参数优化
被引量:
5
4
作者
张文超
武美萍
宋磊
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期190-197,共8页
目的对表面粗糙度和材料去除率作为输出参数的磨料水射流铣削45#钢过程进行研究,旨在寻找最优加工参数。方法对射流去除材料机理进行了分析,设计并进行了以磨料粒度、射流压力、横向进给距离、靶距为加工工艺参数的田氏正交实验。采用Mi...
目的对表面粗糙度和材料去除率作为输出参数的磨料水射流铣削45#钢过程进行研究,旨在寻找最优加工参数。方法对射流去除材料机理进行了分析,设计并进行了以磨料粒度、射流压力、横向进给距离、靶距为加工工艺参数的田氏正交实验。采用Minitab对不同实验参数组合下磨料水射流加工45#钢的表面粗糙度、材料去除效率进行了数据分析,并从材料去除机理方面,对4种加工工艺参数对于铣削表面质量和材料去除效率的影响程度和影响趋势,以及各因素之间的交互作用进行了分析。结果对射流铣削面表面粗糙度影响较显著的因素是横向进给距离,射流压力次之;对于材料去除效率,磨料粒径的影响最显著,横向进给距离次之。结论综合材料去除效率和表面粗糙度值,选出最优加工参数:磨料粒径2000目,射流压力120~160 MPa,喷嘴横移距离1.0~1.5 mm,靶距约30 mm。
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关键词
磨料水射流
铣削
工艺参数
正交实验
表面粗糙度
材料去除效率
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职称材料
题名
弹性基体软固结磨料磨具的材料去除机理
1
作者
王家庆
郭磊
刘天罡
郭万金
吕景祥
靳淇超
机构
长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室
重庆大学机械传动国家重点实验室
中天引控科技股份有限公司
出处
《中国表面工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期192-204,共13页
基金
国家自然科学基金(51805044)
中国博士后科学基金(2020M673318)
+1 种基金
陕西省自然科学基础研究计划(2022JM-254)
机械传动国家重点实验室开放基金(SKLMT-MSKFKT-202006)。
文摘
基于弹性磨具的磨抛工艺为硬脆材料超精密加工效率与加工质量的兼顾平衡提供了新的解决思路,但其磨抛过程的材料去除机理尚未明确。为研究弹性磨抛过程中的材料去除行为,以硅橡胶作为磨具基体材料,混合微米级金刚石磨料制备弹性基体软固结磨料磨具,利用有限元仿真分析方法研究弹性基体软固结磨粒的受力状态,结合接触力学与运动学分析建立考虑单颗磨粒磨损行为与有效磨粒数量的材料去除模型,通过石英玻璃试件的弹性磨抛加工试验验证预测模型的准确性。结果表明:石英玻璃试件的材料去除率随着磨抛压力、主轴转速、磨具偏角的增大而显著增加,而磨料粒径对其影响程度较小;当工艺参数组合为磨料粒径100μm、磨抛压力7 N、主轴转速1500 r/min、磨具偏角20°时,经60 min磨抛后,工件已加工表面粗糙度由1.069μm降至0.089μm,材料去除率为8.893×10^(8)μm^(3)/min;该试验条件下,建立的材料去除模型预测准确度相比Preston经典模型提高36.7%。研究成果可为实现硬脆材料的确定性材料去除提供技术支持和理论依据。
关键词
弹性基体磨具
软固结磨料
磨削抛光
材料去除效率
多因素模型
Keywords
elastic abrasive tool
soft-bonded abrasive
grinding and polishing
material removal rate
multi-factor model
分类号
TG58 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
管件内壁磁粒研磨时的磨粒动力学行为仿真及分析
被引量:
1
2
作者
吴传宗
马小刚
张亮
杨诗瑞
解志文
陈燕
丁云龙
机构
辽宁科技大学机械工程与自动化学院
北京动力机械研究所
出处
《金刚石与磨料磨具工程》
CAS
北大核心
2024年第2期244-251,共8页
基金
国家自然科学基金(51775258)
辽宁省科技厅重点研发计划(2023JH2/101300226)。
文摘
为探究磁性磨粒在管件研磨过程中的动力学行为,对其研磨过程进行离散元仿真,并分析其运动轨迹和磨削力随管件转速和加工间隙的变化;通过单磨粒球运动及磁粒研磨试验,验证磁场力模型的准确性与粒子运动学行为可视化的可行性。结果表明:随管件转速提高,磁性磨粒在离心力作用下向加工区域外运动,且加工间隙越大越容易被“甩飞”;在达到临界转速之前,随管件转速提高,磨削力减小,材料去除效率提升。当管件转速由400 r/min提高至临界转速,加工间隙为2 mm和4 mm时,磨削力分别下降5.4μN和2.3μN,材料去除效率明显提升;当加工间隙为6 mm时,磨削力变化较小,且当转速大于临界转速650 r/min时,材料去除效率下降。同时,材料去除量在达到临界转速之前随管件转速提高而增大,但加工间隙的增大会使临界转速降低;且材料去除量的变化趋势与仿真结果一致,验证了仿真分析的可靠性。
关键词
磁性磨粒
动力学特性
离散元法
磨削力
材料去除效率
Keywords
magnetic abrasive particles
dynamic properties
discrete element method
grinding force
material removal efficiency
分类号
TG58 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
TG73 [金属学及工艺—刀具与模具]
TQ176 [化学工程—硅酸盐工业]
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职称材料
题名
碳化硅零件氧化辅助抛光超精密加工的研究现状
被引量:
3
3
作者
沈新民
涂群章
张晓南
殷勤
王东
机构
解放军理工大学野战工程学院
出处
《河北科技大学学报》
CAS
2016年第5期431-440,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2016YFC0802903)
国家自然科学基金(51505498)
江苏省自然科学基金(BK20150714)
文摘
通过等离子体氧化、热氧化、电化学氧化在碳化硅基材上获得软质氧化层,利用软磨粒抛光实现氧化物的快速去除,有利于提高材料去除效率、提升加工表面质量。研究发现,通过等离子体氧化辅助抛光,表面粗糙度RMS和Ra分别达到0.626nm和0.480nm;通过热氧化辅助抛光,表面粗糙度RMS和Ra分别达到0.920nm和0.726nm;在电化学氧化中,基于Deal-Grove模型计算得到的氧化速度为5.3nm/s,电化学氧化辅助抛光后的表面粗糙度RMS和Ra分别是4.428nm和3.453nm。氧化辅助抛光有助于烧结碳化硅加工工艺水平的提升,促进碳化硅零件在光学、陶瓷等领域的应用。
关键词
特种加工工艺
烧结碳化硅
氧化辅助抛光
表面粗糙度
材料去除效率
Keywords
non-traditional machining
RS-SiC
oxidation-assisted polishing
surface roughness
material removal rate
分类号
TH164 [机械工程—机械制造及自动化]
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
磨料射流铣削工艺参数优化
被引量:
5
4
作者
张文超
武美萍
宋磊
机构
江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期190-197,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51575237)~~
文摘
目的对表面粗糙度和材料去除率作为输出参数的磨料水射流铣削45#钢过程进行研究,旨在寻找最优加工参数。方法对射流去除材料机理进行了分析,设计并进行了以磨料粒度、射流压力、横向进给距离、靶距为加工工艺参数的田氏正交实验。采用Minitab对不同实验参数组合下磨料水射流加工45#钢的表面粗糙度、材料去除效率进行了数据分析,并从材料去除机理方面,对4种加工工艺参数对于铣削表面质量和材料去除效率的影响程度和影响趋势,以及各因素之间的交互作用进行了分析。结果对射流铣削面表面粗糙度影响较显著的因素是横向进给距离,射流压力次之;对于材料去除效率,磨料粒径的影响最显著,横向进给距离次之。结论综合材料去除效率和表面粗糙度值,选出最优加工参数:磨料粒径2000目,射流压力120~160 MPa,喷嘴横移距离1.0~1.5 mm,靶距约30 mm。
关键词
磨料水射流
铣削
工艺参数
正交实验
表面粗糙度
材料去除效率
Keywords
abrasive water jet
milling
process parameters
orthogonal experiment
surface roughness
material removalrate
分类号
TG580.699 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
弹性基体软固结磨料磨具的材料去除机理
王家庆
郭磊
刘天罡
郭万金
吕景祥
靳淇超
《中国表面工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
管件内壁磁粒研磨时的磨粒动力学行为仿真及分析
吴传宗
马小刚
张亮
杨诗瑞
解志文
陈燕
丁云龙
《金刚石与磨料磨具工程》
CAS
北大核心
2024
1
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职称材料
3
碳化硅零件氧化辅助抛光超精密加工的研究现状
沈新民
涂群章
张晓南
殷勤
王东
《河北科技大学学报》
CAS
2016
3
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职称材料
4
磨料射流铣削工艺参数优化
张文超
武美萍
宋磊
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
5
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职称材料
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