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外文翻译--磨削过程中应力残留.doc

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外文翻译--磨削过程中应力残留.doc

河南理大学本科毕业设计(论文)注1磨削过程中应力残留摘要本论文阐述了对表面磨削残留应力的调查研究结果。功率密度加上磨轮/工件接触时间形成系数因子B。论文描述了用于估测不同的加工材料,进行本实验。实验估测出了加工参数对系数因子B及系数因子B与最大残留应力间关联的影响。这种用于预测表面磨削残留应力的系数因子的可用性得到了证实。关键词残留应力磨削磨轮/工件1.序言磨削适用于加工硬质材料的最常用的方法之一,它常常是工艺流程中最后操作步骤之一。因此,磨削过程中的表层特性直接创建形成了工件的功能特性。如疲劳强度,磨蚀及腐蚀抗性等。在磨削过程中,尤其是当使用氧化铝磨轮时,由于两个相反的趋向,要形成理想的表面平整度是相当困难的。一方面,为提高生产效率,需引入高加工参数,然而,这些参数往往会引起加工工件表面的磨削功率的提高。另一方面,磨削功率的提高使磨削温度提高,可能造成(磨削)表层严重损坏。由于在其他常规方法中缺少相对简单统一的措施,要在高生产效率和优良的表层特性间找到平衡点是极其困难的。正是由于磨削步骤地重要性,许多研究中心已对这一过程进行调查研究,一些常用的方法已被阐明。方法之一分析法4,5,依据数学方法,对表面形成过程中涉及的物理过程进行描述。在磨削过程中热效应因子常常被描述。在对工件温度分布的计算基础上,对表层的微硬度、残留应力、微结构等这些变化进行估测。这种方法前景广阔但就目前而言,由于复杂的计算,以及对在极端磨削条件下材料反应的有限认知水平仅限于理论上的调查研究。实验法1,7以找磨削条件与表层参数间关联为目标。这是一种相对简单的方法,但存在一些缺陷。它通常是以时间资本消耗为过程,其应用受到限制。而且,在不同的磨削方法与磨削条件下,推算实验结果可能受到限制。针对表层形成控制问题,还有第三种方法,将那些与表层特性关联密切的磨削系数列入研究范畴2,4。这类系数因子广泛存在,其中最常见的有相同碎片厚度(heq)和功率密度(p)。前者在磨削陶瓷制品时使用,后者常常应用于当使用氧化铝磨轮时磨削的研究过程。这两种因子的主要缺陷是测算时,必须对磨削有效深度或磨轮/工件有效接触长度进行估算。而在实际的磨削过程中,这两个量值又很难估算准确。因此,仍然缺乏与表面平整参数密切相关且容易估算的磨削系数因子。就系数因子(功率密度与磨轮/工件接触时间)与表面磨削残留应力之间的关联,调查研究阐述如下2.磨削系数(功率密度与接触时间)实验证明,磨削后表层残留应力与最高磨削温度密切相关。对磨削温度计算方程式的分析表明,不仅是功率密度才影响磨削温度,还有另外一个重要因子,即磨轮/工件接触时间。在表面磨削过程中,具体工件与热源(磨轮)间的接触时间河南理大学本科毕业设计(论文)注2可通过以下方程式计算tcle/vw①其中le磨轮/工件有效接触长度vw工作速度假设的磨削系数B由功率密度P和接触时间tc构成wweecbdvpvlbdlpPtB②其中,p为磨削总功率bd磨削宽度。该系数因子的最大优势即是,在实际磨削过程中,方程式中所有的量(磨削功率,磨削宽度及工作速度)能够很简单地被测算。3.实验设置本实验在以下磨削条件的基础上进行。加工材料(工件)炭化钢0.45C,28HRC(标注S)合金钢40H0.38C,0.9Cr,0.28N,48HRC轴承钢LH15相当于100Crσ62HRCL。磨轮38A60J8VJ,99A80M7VM磨轮速度26m/s恒定磨削深度0.0050.06mm工作速度0.080.5m/s磨削液体乳化剂或无研究表明,主磨轮的驱动功率,车床的速度调节范围,及可能出现的,在表层形成的不可能接受的变化如微裂痕,磨痕等都限制这些磨削参数。河南理大学本科毕业设计(论文)注3要估算系数因子B,必须测得磨削功率,工作速度及磨削宽度。测量磨削功率有两种方法通过测量磨轮主驱动耗损(实际)(pm),并同时测量相关的磨削力F1和磨轮速度V。由此,磨削功率可通过方程式stcvFp来计算。由两种方法获得的实际结果对照如表1所示。从图表中不难看出其中的关联,表明了当只有磨轮被主驱动器驱动时,只要测量磨轮主驱动耗损功率即可准确估算系数因子B。磨轮速度通过移位变极器测量,磨削宽度即场地样品宽度。4.实验结果通过测量表面磨削过程中p,vw和bd的值,在每次磨削试验中均可计算出系数因子B。在磨削过程中所测得测量值能够便于估测磨削条件对系数因子B的影响(表27)。从表2,4。6中可看出有效磨削深度与B之间的线性依赖关系。这些直线的倾斜度主要由磨轮,工作速度表2,6,及磨削液体(表4)决定。以数字统计的形式近似的正确性在所有情形下2R值都高于0.9。工作速度对B的影响(表3,5,7)不像磨削深度的影响那样始终不变。在一个低范围工作速度,vw对B的影响很大,表明通过改变工作速度来影响系数因河南理大学本科毕业设计(论文)注4子B可能受到限制。对于调查研究的第三种加工材料合金钢H,实验得到类似的关系结果。实验中,若不存在微裂痕和磨痕,残留应力分布的测量可通过熟知的材料移除法进行。从每次磨削试验所得的残留应力表面深度图表中,可确定表层的最大残留应力。通常,在接近表面1020um深度时,残留应力达到最大值(可伸缩量).对所研究的加工材料,系数因于B与最大残留应力间的关系如表810所示。在这些图表中,不考虑其他磨削条件(磨轮特性,磨削液体,磨削参数),总结得出了各种加工材料的实验结果。在每种条件,以数字统计的形式称呈现各自的线性依赖关系(R20.85290.9074。这些数据表明,对于所给定的加工材料,残留应力系数因于B曲线倾斜度呈现特征性,不受其他磨削条件的影响。轴承钢(L)倾斜度最大表(10)。合金钢(H)倾斜度最小表(9)。挑查研究中的其他一些结果表明,应用系数因于B预测或控制表层的微裂痕、磨痕或微结构等变化化为可能。该系数因于在其他磨削方法中的可用性有待证实。

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