磨削表面殘余應力控制及零件表面完整性實驗研究.pdf

1、磨削加工是機械制造中重要的加工工藝，隨著機械產(chǎn)品精度、可靠性和壽命的要求不斷提高，高硬度、高強度、高耐磨性、高性能新型材料的應用，給磨削加工提出了許多新問題。磨削加工切除工件材料時需要非常大的能量輸入，并且大部分會以熱能的形式進入工件，導致磨削區(qū)出現(xiàn)局部高溫，甚至出現(xiàn)磨削燒傷，高溫作用又影響被磨工件表面殘余應力的大小和分布，而殘余應力正是產(chǎn)生裂紋的主要原因，因此，本文對45鋼平面磨削溫度和表面殘余應力進行仿真和試驗研究，以尋求控制磨削工

2、件質量具有重要的意義。
　　(1)本文首先利用有限元法詳細地分析了磨削參數(shù)如磨削深度、砂輪線速度、工件進給速度等對45鋼磨削溫度場的影響，得出了工件磨削區(qū)溫度場，預測了其溫度場沿工件表面及深度方向的變化趨勢。
　　(2)編制APDL程序，對45鋼平面磨削熱力耦合場進行了仿真分析，得到了工件磨削后在恢復室溫時的殘余應力大小及分布狀態(tài)，繪制了沿工件深度方向變化的平行于磨削方向和垂直于磨削方向的應力曲線圖，探討了溫度對殘余應力形成

3、的影響，以及改善磨削后工件表面殘余應力的措施。
　　(3)基于不同磨削條件，對未淬火45鋼進行了平面磨削試驗，分別測試了干磨、濕磨以及不同磨削用量參數(shù)下被磨工件的表面殘余應力以及硬度等表面完整性參數(shù)。
　　結合試驗和仿真結果，得出磨削后在工件表面層形成極大的溫度梯度，磨削深度比砂輪線速度和工件進給速度對磨削溫度變化的影響效應大，磨削深度和砂輪線速度越大，磨削溫度越高，工件進給速度越大，磨削溫度略降低;殘余應力在工件表層表現(xiàn)為