本书深入开展高速/超高速磨削工艺试验研究,旨在为建立高速/超高速磨削技术体系、推进该技术的工程应用提供技术支撑。书中阐述了高速/超高速磨削的技术内涵、性能特点与重要意义,分析了高速/超高速磨削技术的国内外研究现状与发展趋势,提出了实现高速/超高速磨削工程化需要解决的关键技术问题,介绍了高速/超高速磨削加工性能评价体系与性能参数检测方法;同时,系统研究了各种不同材料的高速/超高速磨削工艺,揭示了不同材料在高速/超高速磨削条件下工艺参数对磨削力、磨削温度、表面粗糙度、比磨削能、表面硬度、残余应力与亚表面裂纹的影响规律,论述了高速/超高速磨削方法、试验过程、参数优化、研究结果与质量评价体系,探讨了常用材料、硬脆性材料、强韧性材料与喷涂涂层材料在高速/超高速磨削条件下的性能与特点,提出了针对材料与零件高效低损伤加工的高速/超高速磨削工艺参数。
本书可作为高等院校相关专业研究生与科技人员、科研院所科研人员,以及机械制造行业技术人员的技术参考书。
样章试读
目录
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《21世纪先进制造技术丛书》序
前言
主要符号表
第1章绪论1
1.1内涵与特点1
1.1.1内涵1
1.1.2技术特点2
1.2高速/超高速磨削的科学依据11
1.2.1高效率与高表面质量的科学依据11
1.2.2工艺方法12
1.2.3实效举例15
1.3目的与意义17
1.4行业需求18
1.4.1汽车工业18
1.4.2国防工业19
1.4.3航空航天工业19
1.4.4船舶制造工业19
1.4.5光学/模具/工具制造工业20
1.5研究现状与发展趋势20
1.5.1高速/超高速磨削理论的创立与发展20
1.5.2高速/超高速磨削技术的现状与发展趋势21
1.6磨削工艺对加工效率与质量的影响27
1.6.1影响工件表面质量的工艺因素27
1.6.2影响工件加工效率的工艺因素27
1.6.3影响工件加工精度的工艺因素28
1.7关键技术问题29
1.7.1预期解决的技术问题29
1.7.2实现高效磨削的主要技术途径31
1.7.3研究范围32
参考文献36
第2章加工性能评价与性能参数检测37
2.1磨削加工性能评价37
2.1.1磨削力37
2.1.2磨削温度38
2.1.3表面粗糙度39
2.1.4比磨削能39
2.1.5表面质量40
2.2磨削性能参数检测42
2.2.1磨削力的测试方法42
2.2.2磨削温度的测试方法48
2.2.3表面粗糙度的测试方法55
2.2.4残余应力的测试方法57
2.2.5表面硬度的测试方法58
2.2.6表面形貌分析方法60
2.2.7亚表面损伤的测试方法62
参考文献64
第3章常用材料高速/超高速磨削工艺65
3.1HT300与QT600-3铸铁高效磨削工艺65
3.1.1材料的力学性能65
3.1.2材料去除机理66
3.1.3工艺试验条件67
3.1.4工艺参数对材料磨除率的影响70
3.1.5工艺参数对磨削力的影响71
3.1.6工艺参数对表面质量的影响77
3.1.7结论分析87
3.29SiCr合金钢高效磨削工艺88
3.2.1材料的力学性能88
3.2.2研究方案89
3.2.3工艺试验条件90
3.2.4磨削力与磨削机理92
3.2.5工艺参数对磨削力的影响94
3.2.6工艺参数对表面质量的影响98
3.2.7工艺参数对磨削温度的影响102
3.2.8工艺参数对比磨削能的影响106
3.2.9结论分析107
3.340Cr与45#钢高效磨削工艺109
3.3.1材料的力学性能109
3.3.2工艺参数与磨削条件109
3.3.3试验数据采集110
3.3.4工艺参数分析112
3.3.5结论分析121
3.4GCr15轴承钢高效磨削工艺122
3.4.1材料的力学性能122
3.4.2研究方案122
3.4.3工艺试验条件124
3.4.4高效深磨机理分析126
3.4.5磨削力与磨削温度结果输出130
3.4.6磨削参数对表面形貌的影响136
3.4.7磨削参数对表面粗糙度的影响140
3.4.8磨削参数对表面/亚表面损伤的影响141
3.4.9磨削参数对亚表面显微硬度的影响146
参考文献149
第4章难加工材料高速/超高速磨削工艺151
4.1硬质合金材料高速/超高速磨削工艺151
4.1.1研究背景151
4.1.2硬质合金材料特性与加工特性152
4.1.3解决的主要技术问题与研究方案153
4.1.4轧辊材料工艺试验与机理分析153
4.1.5PA30轧辊零件工艺试验与参数优化180
4.1.6磨削工艺参数的对比与选择186
4.1.7结论188
4.2金属陶瓷材料高速/超高速磨削工艺188
4.2.1研究背景188
4.2.2研究目标与技术路线189
4.2.3研究内容190
4.2.4结论218
4.3淬硬钢材料高速/超高速磨削工艺219
4.3.1研究背景219
4.3.2解决的主要技术问题与研究方案220
4.3.3检测方法220
4.3.4淬硬45#钢材料工艺试验与机理分析221
4.3.5凸轮轴零件工艺试验与参数优化226
4.3.6技术对比235
4.3.7结论236
4.4工程陶瓷材料高速/超高速磨削工艺237
4.4.1研究背景237
4.4.2研究方案238
4.4.3试验结果242
4.4.4讨论249
4.4.5结论251
4.5不锈钢材料高速/超高速磨削工艺252
4.5.1研究背景252
4.5.2材料特性与加工特性252
4.5.3解决的主要技术问题与研究方案253
4.5.4不锈钢材料工艺试验与机理分析253
4.5.5不锈钢轴工艺试验与参数优化260
4.5.6磨削工艺参数的对比与选择264
4.5.7结论265
参考文献265
第5章超声速火焰喷涂材料高速/超高速磨削工艺268
5.1研究概述268
5.1.1研究背景268
5.1.2材料特性、加工特点与研究现状269
5.1.3工艺方法与技术方案271
5.2工艺试验条件272
5.2.1试验对象272
5.2.2砂轮277
5.2.3磨削液281
5.2.4试验方案281
5.3磨削力283
5.3.1砂轮线速度对磨削力的影响283
5.3.2磨削深度对磨削力的影响284
5.3.3工作台速度对磨削力的影响286
5.4表面粗糙度288
5.4.1砂轮线速度对表面粗糙度的影响288
5.4.2磨削深度对表面粗糙度的影响290
5.4.3工作台速度对表面粗糙度的影响292
5.5磨削温度与残余应力294
5.5.1磨削温度的采集294
5.5.2磨削温度的测量294
5.5.3磨削温度的检测296
5.5.4磨削温度的有限元分析304
5.5.5磨削条件对磨削温度的影响310
5.5.6磨削温度与残余应力的影响311
5.6表面和亚表面特征分析316
5.6.1涂层表面三维形貌分析316
5.6.2涂层表面/亚表面损伤320
5.7模拟件工艺优化326
5.7.1工艺优化与方案设计326
5.7.2试验结果328
参考文献341