45鋼磨削淬硬實(shí)驗(yàn)研究及其數(shù)值模擬.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，現(xiàn)代制造業(yè)也向著節(jié)能、高效、集成等方向發(fā)展；人們在追求生產(chǎn)效率的同時，開始關(guān)注如何改善生產(chǎn)環(huán)境，降低勞動強(qiáng)度；為此，需要采用新的生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)集成度，減少工作量。磨削淬硬加工技術(shù)是利用磨削加工過程中產(chǎn)生的磨削熱直接對工件表面進(jìn)行淬火的新工藝。它將零件制造與熱處理過程集成于一體，縮短了工藝流程、提高了生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，符合現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢。因此，推動該工藝的實(shí)用化具有廣闊的工程應(yīng)用前景。
　　本文以

2、磨削淬硬實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，研究了磨削條件、工件高度尺寸對45鋼磨削淬硬層的影響，并對其淬硬深度進(jìn)行數(shù)值模擬，為磨削淬硬技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供參考依據(jù)。本文的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　(1)通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)，研究了磨削條件對淬硬深度的影響規(guī)律及其最佳磨削參數(shù)組合。研究結(jié)果表明：隨著磨削深度、磨削行程的增加或者工件進(jìn)給速度的減小，磨削淬硬深度隨之增加；隨著磨削行程的增加或者工件進(jìn)給速度的減小，淬硬深度均勻性隨之提高；順磨時淬硬效果優(yōu)于

3、逆磨；在影響磨削淬硬效果的各因素中，磨削深度對淬硬深度有顯著影響，其它因素對淬硬深度影響較弱；磨削條件對淬硬深度均勻性無顯著影響。
　　(2)通過正交實(shí)驗(yàn)，研究了工件高度尺寸對磨削淬硬層的影響。結(jié)果表明：在本實(shí)驗(yàn)條件下，工件高度尺寸對工件的淬硬效果無實(shí)質(zhì)影響；工件表層淬硬區(qū)組織由混合型馬氏體、少量殘余奧氏體和少量未溶碳化物組成，而里層過渡區(qū)組織主要由回火索氏體組織和較為細(xì)小的馬氏體組成；隨著工件高度尺寸的增加，完全淬硬區(qū)顯微硬度和

4、平均淬硬深度均呈現(xiàn)出先增后減的變化趨勢。
　　(3)采用ANSYS有限元軟件對磨削淬硬深度進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究結(jié)果表明：通過仿真軟件得到的仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果保持一致，因此，通過數(shù)值模擬可以為磨削淬硬深度的預(yù)測提供參考依據(jù)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)參數(shù)組合。
　　(4)通過大尺寸平面磨削淬硬實(shí)驗(yàn)，研究磨削條件對大尺寸平面磨削淬硬層的影響。研究結(jié)果表明：大尺寸平面磨削淬硬過程中，完全淬硬區(qū)組織均由板條狀馬氏體組成，當(dāng)磨削深度較小或者工件進(jìn)給速度