U71Mn钢轨材料开槽砂轮干式磨削机理与工艺研究
发布时间：2021-02-20 05:41
钢轨经过长期反复的碾压,表面会出现各种损伤。如果不能得到预防或及时清除,将会给列车运行带来很大的安全隐患。“铣磨”是目前最常用的钢轨修复方式。然而,铣刀盘价格十分昂贵以及普通刚玉砂轮在干磨削条件下容易造成钢轨表面烧伤。所以一种新的高效低成本的钢轨修复方法亟待开发。本课题旨在提出一种新的修复方法,以代替铣刀盘和普通刚玉砂轮修复钢轨,同时满足铣刀盘的大切深以及普通刚玉砂轮磨削精度的要求。本文首先设计开发了一种开槽单层钎焊CBN砂轮,并采用与非开槽单层钎焊CBN砂轮对比的方式,系统开展了钢轨材料磨削工艺试验,揭示了开槽砂轮干式磨削机理,进而开发了一套钢轨材料开槽砂轮干式磨削工艺。具体研究内容及结论如下:1)提出一种采用开槽单层钎焊CBN砂轮修复钢轨的高效低成本的方法;同时,设计开发出此开槽砂轮,包括对砂轮槽的形状和尺寸大小进行合理的设计以及对基体材质、钎料和磨料的选型;最后通过有限元模态分析,验证了此开槽砂轮的设计是安全、合理的。2)对开槽砂轮磨削钢轨材料进行了系统的试验研究,首先通过初步探索试验确定了此开槽砂轮磨削参数范围。其次,开展了两个对比试验:一是在干磨削条件下,探究开槽砂轮相对于普...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见的钢轨损伤形式
由于杯形砂轮端面打磨容易向沿线两侧喷出大量的火花，可能会造成火灾危险。图1.2 钢轨打磨示意图由于钢轨“打磨”修复方法的不足和缺陷，“铣磨”修复已逐渐代替“打磨”成为钢轨修复的重要方法。它的工作原理是：采用周向铣磨修复作业的方式，先通过成形铣刀盘对损伤的钢轨表面进行铣削，钢轨“铣磨”设备作业速度为0.8-1.5km/h，铣削深度约为 0.2-3mm，成形铣刀盘能通过一次作业去除钢轨表面的所有损伤。然后用普通刚玉砂轮对铣削后的钢轨表面进行磨削，目的是去除铣刀盘铣削钢轨表面后留下的铣刀痕和一些微小的凹面，从而提高钢轨的表面粗糙度和轮廓精度[6,7,8]。相对于“打磨”修复方式
钢轨材料开槽砂轮干式磨削机理与工艺研究体共三个要素组成，如下图 2.1 所示。图2.1 单层钎焊 CBN 砂轮组成示意图磨料层CBN 磨粒是砂轮的切刃部分，一般以弥散状态固结在结合剂层中，磨削或切割被加工材料，达到去除材料的目的。结合剂层结合剂层（钎料层）与磨料共同组成工作部分，通过其与 CBN 磨粒和基体间的化学冶金结合，将磨粒有效固位并保持在砂轮表面，起着至关重要的作用。砂轮基体钎焊砂轮基体一般采用金属材料，由于钎焊 CBN 砂轮工作面的形状由砂轮基体的几何形状决定，因此基体必须具有一定形状，同时根据砂轮设计要求确定其加工精度和表面粗糙度。基体起着支持工作层的作用，要求便于装卡使用。实际磨削过程中
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢轨铣磨车铣削精度的研究[J]. 胡传亮,王立军,刘振东. 科技与企业. 2015(17)
[2]钛合金Ti6Al4V高速磨削试验研究[J]. 田霖,傅玉灿,杨路,赵家延. 中国机械工程. 2014(22)
[3]45钢超声辅助干磨削工艺参数与表面性能参数实验研究[J]. 黄于林,唐进元,陈海锋,郎献军. 制造技术与机床. 2013(12)
[4]超硬磨料砂轮干式磨削Ti6Al4V合金的表面完整性研究[J]. 霍文国,徐九华,傅玉灿,戚厚军,邵娟. 山东大学学报(工学版). 2012(03)
[5]铁路钢轨打磨目标型面研究[J]. 崔大宾,李立,金学松,周亮节. 工程力学. 2011(04)
[6]钢轨打磨车磨头数量及驱动方式分析[J]. 魏长竹,魏晨. 城市轨道交通研究. 2010(12)
[7]铁道钢轨整形技术及设备概述[J]. 祁三军,倪旭澜. 机车车辆工艺. 2010(01)
[8]钢轨铣磨车性能及应用探讨[J]. 毛文力. 上海铁道科技. 2009(03)
[9]工程陶瓷材料高效深磨的试验研究[J]. 谢桂芝,黄红武,黄含,盛晓敏,宓海青,熊万里. 机械工程学报. 2007(01)
[10]红外测温技术及其在磨削温度测量中的应用[J]. 尤芳怡,徐西鹏. 华侨大学学报(自然科学版). 2005(04)
博士论文
[1]轮轨接触特性及钢轨损伤因素的理论及试验研究[D]. 刘洋.兰州交通大学 2016
硕士论文
[1]钢轨铣磨车磨削装置设计及磨削力控制研究[D]. 刘真兵.中南大学 2013
[2]单层钎焊多晶立方氮化硼砂轮的制备及性能研究[D]. 张斌.南京航空航天大学 2012
[3]CBN砂轮高速磨削镍基高温合金实验研究[D]. 徐鹏.南京航空航天大学 2011
[4]CBN砂轮高速磨削钛合金试验研究[D]. 黑华征.南京航空航天大学 2011
[5]干磨削用热管砂轮的研制[D]. 何军.南京航空航天大学 2009
本文编号：3042314
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见的钢轨损伤形式
由于杯形砂轮端面打磨容易向沿线两侧喷出大量的火花，可能会造成火灾危险。图1.2 钢轨打磨示意图由于钢轨“打磨”修复方法的不足和缺陷，“铣磨”修复已逐渐代替“打磨”成为钢轨修复的重要方法。它的工作原理是：采用周向铣磨修复作业的方式，先通过成形铣刀盘对损伤的钢轨表面进行铣削，钢轨“铣磨”设备作业速度为0.8-1.5km/h，铣削深度约为 0.2-3mm，成形铣刀盘能通过一次作业去除钢轨表面的所有损伤。然后用普通刚玉砂轮对铣削后的钢轨表面进行磨削，目的是去除铣刀盘铣削钢轨表面后留下的铣刀痕和一些微小的凹面，从而提高钢轨的表面粗糙度和轮廓精度[6,7,8]。相对于“打磨”修复方式
钢轨材料开槽砂轮干式磨削机理与工艺研究体共三个要素组成，如下图 2.1 所示。图2.1 单层钎焊 CBN 砂轮组成示意图磨料层CBN 磨粒是砂轮的切刃部分，一般以弥散状态固结在结合剂层中，磨削或切割被加工材料，达到去除材料的目的。结合剂层结合剂层（钎料层）与磨料共同组成工作部分，通过其与 CBN 磨粒和基体间的化学冶金结合，将磨粒有效固位并保持在砂轮表面，起着至关重要的作用。砂轮基体钎焊砂轮基体一般采用金属材料，由于钎焊 CBN 砂轮工作面的形状由砂轮基体的几何形状决定，因此基体必须具有一定形状，同时根据砂轮设计要求确定其加工精度和表面粗糙度。基体起着支持工作层的作用，要求便于装卡使用。实际磨削过程中
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢轨铣磨车铣削精度的研究[J]. 胡传亮,王立军,刘振东. 科技与企业. 2015(17)
[2]钛合金Ti6Al4V高速磨削试验研究[J]. 田霖,傅玉灿,杨路,赵家延. 中国机械工程. 2014(22)
[3]45钢超声辅助干磨削工艺参数与表面性能参数实验研究[J]. 黄于林,唐进元,陈海锋,郎献军. 制造技术与机床. 2013(12)
[4]超硬磨料砂轮干式磨削Ti6Al4V合金的表面完整性研究[J]. 霍文国,徐九华,傅玉灿,戚厚军,邵娟. 山东大学学报(工学版). 2012(03)
[5]铁路钢轨打磨目标型面研究[J]. 崔大宾,李立,金学松,周亮节. 工程力学. 2011(04)
[6]钢轨打磨车磨头数量及驱动方式分析[J]. 魏长竹,魏晨. 城市轨道交通研究. 2010(12)
[7]铁道钢轨整形技术及设备概述[J]. 祁三军,倪旭澜. 机车车辆工艺. 2010(01)
[8]钢轨铣磨车性能及应用探讨[J]. 毛文力. 上海铁道科技. 2009(03)
[9]工程陶瓷材料高效深磨的试验研究[J]. 谢桂芝,黄红武,黄含,盛晓敏,宓海青,熊万里. 机械工程学报. 2007(01)
[10]红外测温技术及其在磨削温度测量中的应用[J]. 尤芳怡,徐西鹏. 华侨大学学报(自然科学版). 2005(04)
博士论文
[1]轮轨接触特性及钢轨损伤因素的理论及试验研究[D]. 刘洋.兰州交通大学 2016
硕士论文
[1]钢轨铣磨车磨削装置设计及磨削力控制研究[D]. 刘真兵.中南大学 2013
[2]单层钎焊多晶立方氮化硼砂轮的制备及性能研究[D]. 张斌.南京航空航天大学 2012
[3]CBN砂轮高速磨削镍基高温合金实验研究[D]. 徐鹏.南京航空航天大学 2011
[4]CBN砂轮高速磨削钛合金试验研究[D]. 黑华征.南京航空航天大学 2011
[5]干磨削用热管砂轮的研制[D]. 何军.南京航空航天大学 2009
本文编号：3042314
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