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磨削淬火技术的温度场仿真研究

0引言磨削淬火技术是利用磨削加工中产生的磨削热对未淬火钢进行表面淬火的工艺.其实质为工件表层在磨削加工中,短时间内奥氏体化,快速冷却后发生马氏体相变的过程[1-2].与常规磨削加工方式比,磨削淬火技术不是将磨削热视为磨削加工中消极因素,而是尽可能最大的产生磨削热,并利用这些磨削热对工件表层进行热处理,使工件表层发生马氏体相变,实现将磨削加工与表面淬火集成的工艺[3],达到节约能源和节约生产成本的目的,提高产品的竞争力.目前对于磨削淬火技术的研究多采用以实验手段为主,其他方法为辅来进行,已取得一定的研究成果.但由于磨削是个复杂的加工方式,受许多因素影响,因此实验研究相对耗时耗力且有一定的盲目性.磨削温度场在磨削淬火技术中起到了关键作用,但磨削温度场的实验研究有许多局限性.本文运用有限元分析的方法对磨削温度场进行数值仿真,使复杂性的磨削温度场在计算机上可以变得简便、直观.利用仿真技术得出工件温度场和工件上各处的温度变化历程,可以预测...  (本文共4页) 阅读全文>>

辽宁工程技术大学
辽宁工程技术大学

42CrMo钢磨削淬火及仿真研究

磨削淬火实现了在磨削过程中的表面淬火,是一种绿色环保的加工方法.磨削淬火效果受诸多因素影响,寻求其磨削淬火的规律和提高磨削淬火性能的途径对该方法在工程上的应用具有非常重要的理论研究和实际应用价值.以工业上广泛应用的42CrMo钢为实验材料,在MM7132平面磨床上进行磨削实验.从磨削深度、磨削速度、砂轮粒度、冷却方式等方面研究磨削淬火的规律.采用SSX-50型扫描电镜、XJG-04型光学显微镜和F20型透射电子显微镜观察磨削试样的组织;用HVS-10显微硬度计测试试样的硬度,在ML-100型磨粒磨损试验机和M-200型粘着磨损试验机上测试试样的耐磨性;利用TR110袖珍便携式表面粗糙度测试仪测试磨削淬火后试样的表面粗糙度.用ANSYS软件模拟了磨削淬火试样的温度场和不同淬火方式典型零件的应变场.(1)试样磨削后,由磨削表面向试样心部可以分为完全淬硬区、过渡区和基体三个区,完全淬硬区的组织是由板条马氏体和针状马氏体组成的混合型马氏...  (本文共127页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
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单程平面磨削淬硬层预测及其摩擦磨损性能研究

磨削淬火技术是一种新型的复合加工技术,该技术首先利用粗磨加工产生的大量磨削热,对工件表面进行淬火处理,工件表层温度在短时间被升高到奥氏体化的温度,然后被快速冷却到马氏体相变的温度,工件表层材料发生马氏体相变,从而提高了工件表面的硬度和耐磨性。然后再利用精磨加工满足工件的精度要求,解决了磨削中的热损伤和表面淬火难以集成到生产线的问题,将表面淬火技术集成在机械加工之中,实现了磨削加工与表面淬火相集成的新的加工工艺。磨削淬火工艺开拓了一个极富有潜力的研究方向,对磨削加工技术的发展和进步具有重要的理论意义,随着该技术在生产领域的应用,必将产生良好的经济效益和社会效益。本文主要研究内容和创造性成果如下:对热源的产生位置进行了深入的分析,忽略磨粒与磨屑界面上产生的热源,考虑在磨粒磨损界面和磨粒剪切平面产生的热源,建立了热量分配比模型。研究结果表明:由于考虑了剪切平面上热源的热量分配因素,计算出的热量分配比小于W.B.Rowe模型。研究加工参...  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>

《工具技术》2004年10期
工具技术

磨削淬火技术的温度场分析和材料相变研究

1 引言磨削淬火技术是一种新型的复合加工技术。它利用磨削热对工件表面进行淬硬处理 ,使工件表层温度短时间升高到奥氏体化的温度 ,然后快速冷却到马氏体相变的温度 ,工件表层发生马氏体相变 ,从而提高工件表面的硬度和耐磨性 ,达到与表面淬火处理一样的性能。磨削淬火技术将磨削加工和表面淬火处理集成到一条生产线上完成 ,能够极大的缩短生产时间 ,降低生产成本 ,提高经济效益。因为要利用磨削热量 ,所以一般采用干式磨削或少量磨削液的湿式磨削 ,可以大量减少磨削液的使用 ,从而降低对磨削液处理的成本和磨削液的排放对环境的污染 ,有利于保护环境[1~ 4 ] 。磨削淬火技术在实际的加工中分为两步进行。先对工件进行粗磨 ,磨除大部分的加工余量 ,同时利用磨削热对工件表面进行热处理。然后再进行精磨 ,使工件的尺寸精度和表面粗糙度满足要求。但是在磨削过程中 ,如果工艺参数选择不当 ,会使产生的磨削热过大或过小 ,导致工件的温度过高或过低 ,影响磨削...  (本文共5页) 阅读全文>>

山东大学
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齿条成形磨削淬硬耦合应力场研究

磨削淬硬是利用磨削热对非淬硬钢进行表面淬火的新型复合技术,具有良好的应用前景。本文通过理论分析、数值模拟与实验验证相结合的方法,对磨削淬硬技术在成形加工齿条过程中的应用进行了研究,为齿条成形磨削淬硬工艺参数的选择提供了依据,主要研究内容如下:在普通平面磨床上进行了成形磨削淬硬实验研究,测量了磨削力及工件表层显微硬度,计算出淬硬层深度,并采用X射线衍射法对加工后工件的表面残余应力进行了测量,探讨了残余应力与加工参数之间的关系。基于砂轮表面磨粒的概率统计,结合平面磨削力计算公式,建立了成形磨削力的计算模型,理论结果与实验结果的误差小于10%,该计算模型作为磨削弧区热流密度计算的基础。采用迭代求解法对相变潜热及换热系数进行了理论计算,基于传热学理论,建立了成形磨削淬硬的温度场计算模型。综合考虑材料的热物性参数随温度的变化、相变潜热、对流换热等因素,对成形磨削淬硬温度场进行了数值模拟,得出了工件表层温度场及节点温度变化历程,并推断出磨削...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

辽宁工程技术大学
辽宁工程技术大学

42CrMo钢磨削淬火及数值模拟

磨削淬火技术是利用磨削加工中产生的热量和机械作用直接对零件表面进行热处理的新技术,可将磨削加工与表面强化集为一体,从而省去表面热处理工序,降低能耗,减少生产工艺,充分有效地利用磨削加工中产生的磨削热。论文以42CrMo钢为研究对象,采用棕刚玉砂轮在M7132A精密卧式磨床上进行了磨削淬火工艺试验,研究不同磨削深度、不同磨削速度、不同砂轮粒度、不同原始组织在磨削淬火中对试样的组织和性能的分析,利用HVS-10型号维氏硬度计测定了磨削强化层的硬度值;利用SSX-550型扫描电镜观察强化层显微组织;对强化效果与强化机理进行了探讨;运用ANSYS有限元分析软件,对磨削强化温度场进行了模拟,并对强化层厚度进行了预测。研究结果表明:各因素都能使试样达到与表面淬火相同的效果,硬度值高达824.2HV以上,完全强化层厚度最小值也有0.7mm;磨削强化层金相组织、维氏硬度和硬化层深度均满足表面强化要求;仿真得到的温度和实测温度基本吻合,强化层深度...  (本文共66页) 本文目录 | 阅读全文>>