高精度内孔珩磨技术研究及工艺方案优选

发布时间：2017-06-09 09:01

  本文关键词：高精度内孔珩磨技术研究及工艺方案优选，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：珩磨是一种特殊形式的磨削工艺,是一种高效的精加工方式,可获得高尺寸精度、高几何形状精度和低表面粗糙度,常用于内孔表面的光整、精加工,被广泛应用于缸体孔、连杆、油泵油嘴与液压阀体孔,摇臂,齿轮孔的批量加工。经珩磨加工的工件内孔表面具有交叉网纹,可用于存储润滑油并可作为润滑油路,具有良好的抗磨性,从而达到润滑减磨的作用。珩磨往往是工件最后的处理步骤,这将是留在工件最终表面的直接加工痕迹。因此,经处理的表面的纹理和磨损特性是直接受到工艺参数和材料去除机理的影响。因此,研究珩磨材料去除机理,优化工艺参数,提高表面纹理结构,提高耐磨性,具有重大意义。然而,目前研究珩磨材料的去除机制,缺乏微观分析和材料去除过程的三维分析。本文根据珩磨磨料行为,对珩磨过程进行理论分析和数值模拟,研究珩磨工艺以及珩磨加工中的磨粒行为特性,开展珩磨加工中材料去除机理的研究,分析了影响珩磨加工质量和加工过程中工件变形大小的因素,并总结各种因素对珩磨加工质量和精度的影响规律,优选珩磨加工工艺参数。文中对珩磨加工材料去除机理进行研究,建立单个磨粒的磨削模型,分析珩磨过程中珩磨力以及温度场的分布情况。本文选用Abaqus软件,以电控单体泵泵体柱塞孔为研究对象,通过构建其珩磨过程的三维仿真模型,展开珩磨加工过程的三维模拟,分析珩磨工艺下工件材料的去除机理及切削变形,分析珩磨加工过程中直线度、圆柱度,并提出相应的变形控制策略,进一步针对不同工艺参数下的珩磨加工过程展开仿真分析,进行珩磨工艺参数的优选,为提高柱塞孔加工精度提供方法与依据。为零件精密孔的珩磨加工技术提供理论指导,为提升企业的加工制造水平奠定一定的基础。对于提高珩磨加工效率、优化珩磨参数、提高工件的加工性能以及面接触磨削等具有很大启发。
【关键词】：珩磨 材料去除 有限元 珩磨力 残余应力
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG580.67
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 研究背景及意义10-13
• 1.2 珩磨技术介绍与研究现状13-15
• 1.2.1 现有的珩磨技术13-14
• 1.2.2 珩磨技术研究现状14-15
• 1.3 磨削机理研究现状15-19
• 1.3.1 珩磨力、热研究现状16-17
• 1.3.2 珩磨残余应力研究现状17-18
• 1.3.3 磨削加工有限元模拟研究18-19
• 1.4 研究内容及章节安排19-20
• 2 珩磨加工机理20-34
• 2.1 珩磨加工原理20
• 2.2 磨粒材料去除理论研究20-22
• 2.2.1 珩磨工艺仿真基础20-21
• 2.2.2 单个磨粒的磨削的物理模型的构建21-22
• 2.3 加工表面残余应力形成理论22-25
• 2.3.1 残余应力对零件的影响23-24
• 2.3.2 磨削加工残余应力形成理论24-25
• 2.4 珩磨工艺参数分析25-27
• 2.5 珩磨加工切削分类方式27-28
• 2.5.1 定压进给珩磨27-28
• 2.5.2 定量进给珩磨28
• 2.5.3 定压——定量进给珩磨28
• 2.6 珩磨油石的磨料28-29
• 2.7 珩磨加工性能评定29-33
• 2.7.1 采用珩磨力评定珩磨的加工性能29-31
• 2.7.2 用磨削温度评定珩磨性能31
• 2.7.3 用磨削比评定珩磨加工性31-33
• 2.8 小结33-34
• 3 珩磨热力学有限元分析34-49
• 3.1 切削有限元分析理论34-39
• 3.1.1 热力耦合有限元理论34-35
• 3.1.2 材料的本构模型35-38
• 3.1.3 切屑分离和断裂准则38
• 3.1.4 刀屑接触与摩擦38-39
• 3.2 有限元模型建立的关键技术39-45
• 3.2.1 磨粒切削FEA模型建立的简化39-40
• 3.2.2 材料性能参数40-41
• 3.2.3 单磨粒有限元模型建立41-45
• 3.3 有限元结果分析45-47
• 3.3.1 磨屑形态分析模拟45-46
• 3.3.2 珩磨温度场分析46-47
• 3.3.3 珩磨磨削力分析47
• 3.4 小结47-49
• 4 基于正交试验的珩磨仿真分析49-65
• 4.1 正交试验49-50
• 4.1.1 正交试验理论49
• 4.1.2 正交试验原理49
• 4.1.3 正交试验设计方法49-50
• 4.1.4 正交试验分析方法50
• 4.2 珩磨加工仿真模型简化50-52
• 4.3 珩磨仿真及结果分析52-64
• 4.3.1 珩磨加工质量因子及影响规律58-60
• 4.3.2 不同工艺参数下珩磨仿真分析60-64
• 4.4 小结64-65
• 5 结论与展望65-67
• 5.1 结论65
• 5.2 展望65-67
• 参考文献67-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果72-73
• 致谢73-74

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