本文關(guān)鍵詞：超高速離心磨削工藝穩(wěn)健性研究

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【摘要】：輕薄軸承作為先進(jìn)制造裝備中的關(guān)鍵核心配套件,具有高回轉(zhuǎn)定位精度、可靠性好、抗沖擊力和抗惡劣環(huán)境能力強(qiáng)等特點(diǎn),其加工表面殘余應(yīng)力控制是軸承制造領(lǐng)域重要的研究方向。超高速離心磨削是一種適用于輕薄軸承套圈加工的新方法,其本質(zhì)是對(duì)工件施以高速旋轉(zhuǎn)而帶來離心效應(yīng)和周向預(yù)應(yīng)力,使工件在加工后獲得較大的殘余壓應(yīng)力。在磨削過程中,如果只是盲目提高工件速度,則難以達(dá)到提高工件表層殘余壓應(yīng)力的目的,還可能會(huì)對(duì)加工質(zhì)量帶來負(fù)面影響。為了解決超高速離心磨削中殘余應(yīng)力和磨削溫度的可控性問題,一方面,基于對(duì)超高速磨削等文獻(xiàn)的研究,利用空間應(yīng)力求解法推導(dǎo)出套圈在慣性力和磁吸力作用下的預(yù)應(yīng)力三維數(shù)學(xué)模型,揭示了軸承套圈預(yù)應(yīng)力、殘余應(yīng)力與轉(zhuǎn)速的耦合規(guī)律;另一方面,利用GCr15軸承鋼自制了夾式熱電偶傳感器,通過MKL7132X8/17型超高速數(shù)控強(qiáng)力成形磨床進(jìn)行了磨削溫度實(shí)驗(yàn),分析了磨削區(qū)溫度的形成機(jī)理以及不同工件速度下表面粗糙度的變化規(guī)律,并結(jié)合超高速磨削和絕熱切削理論對(duì)不同工件速度下薩洛蒙曲線極值點(diǎn)發(fā)生偏移的現(xiàn)象進(jìn)行了說明,主要結(jié)論如下:(1)在預(yù)應(yīng)力公式中,當(dāng)自變量r、z和磁吸力為定值時(shí),徑向預(yù)應(yīng)力、周向預(yù)應(yīng)力和軸向預(yù)應(yīng)力均與角速度平方成正比,且工件表面周向預(yù)應(yīng)力為拉應(yīng)力,軸向預(yù)應(yīng)力為壓應(yīng)力,但周向預(yù)應(yīng)力至少是軸向預(yù)應(yīng)力20倍。而預(yù)應(yīng)力與殘余應(yīng)力之間的比例系數(shù)K為1:0.9~1.1,所以殘余應(yīng)力與角速度平方也成正比。(2)磨削溫度隨砂輪線速度的增大而呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),與薩洛蒙曲線變化規(guī)律基本一致,而隨著工件速度的增大,曲線的極值點(diǎn)會(huì)逐漸往右下方偏移。(3)在磨削過程中,工件的表面殘余壓應(yīng)力,動(dòng)態(tài)剛度和陀螺力矩,比磨除率和比磨削能隨著工件速度的增大而增大,且磨削溫度最終會(huì)收斂于某一特定值上,但表面粗糙度會(huì)增大。此外,在殘余應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上,確定了超高速離心式磨床的最高工件轉(zhuǎn)速為30000rpm、磨削方式為逆磨以及電磁無心夾具的偏心量位于第二象限,并計(jì)算了工件電主軸功率,根據(jù)電主軸幾何尺寸和安裝要求對(duì)夾具的電主軸裝夾機(jī)構(gòu)、磨桿、支承和支承座以及箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】：超高速磨削 殘余應(yīng)力 夾具設(shè)計(jì) 磨削溫度
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG580.6
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 緒論13-18
• 1.1 課題來源13
• 1.2 課題研究的背景13-15
• 1.3 課題研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 課題研究的目的、意義與主要內(nèi)容17-18
• 第二章 超高速離心磨削的工件預(yù)應(yīng)力分析18-33
• 2.1 磨削理論18-21
• 2.2 夾具選擇與磁吸力分析21-23
• 2.3 工件預(yù)應(yīng)力分析23-30
• 2.4 工件速度對(duì)磨削加工效果的影響30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 超高速離心式磨床的夾具設(shè)計(jì)33-50
• 3.1 工件速度和磨削方式的確定33-35
• 3.2 夾具偏心象限的確定35-37
• 3.3 電主軸功率計(jì)算37-40
• 3.4 超高速離心式磨床夾具設(shè)計(jì)方案40-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第四章 磨削溫度實(shí)驗(yàn)及分析50-72
• 4.1 磨削表面燒傷現(xiàn)象的觀察50-52
• 4.2 磨削溫度實(shí)驗(yàn)52-61
• 4.3 二次磨削溫度實(shí)驗(yàn)61-67
• 4.4 不同工件速度下的薩洛蒙曲線67-70
• 4.5 超高速離心磨削工藝的穩(wěn)健性分析70-71
• 4.6 本章小結(jié)71-72
• 第五章 總結(jié)與展望72-75
• 5.1 總結(jié)72-73
• 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)73
• 5.3 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果80-81
• 致謝81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：981473