【摘 要】
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近年来,筋条表面以其优异的减阻性能引起了广大学者的注意,而目前对筋条表面的加工虽然有很多的方法,但对大批量零件表面制造或难加工材料零件表面制造效率低且成本高。尤其是在旋成体工件表面加工出筋条表面方面,到目前为止还没有高效、成本低的加工方法。基于此种情形,提出绕丝砂轮磨削旋成体筋条减阻表面的方法。为成功运用绕丝砂轮磨削出具有减阻性能的筋条表面,根据对近些年来研究人员对筋条减阻表面所做的研究进行归纳和
【基金项目】
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国家自然基金项目“结构化减阻功能表面的拓扑磨削机制与关键技术基础”(项目编号:No51875368);
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近年来,筋条表面以其优异的减阻性能引起了广大学者的注意,而目前对筋条表面的加工虽然有很多的方法,但对大批量零件表面制造或难加工材料零件表面制造效率低且成本高。尤其是在旋成体工件表面加工出筋条表面方面,到目前为止还没有高效、成本低的加工方法。基于此种情形,提出绕丝砂轮磨削旋成体筋条减阻表面的方法。为成功运用绕丝砂轮磨削出具有减阻性能的筋条表面,根据对近些年来研究人员对筋条减阻表面所做的研究进行归纳和整理,提取出影响筋条表面减阻性能的主要参数,即两筋条单元之间的距离s,筋条单元的深度ap,以及深度与距离的比值三个因素;基于对筋条表面的拓扑属性分析,建立一般形外圆筋条表面的拓扑转换矩阵,圆弧形外圆筋条表面的数学模型;然后根据筋条表面结构模型,结合蜗杆砂轮磨齿原理对结构化拓扑砂轮进行设计,设计出绕丝式结构化砂轮这一新型砂轮;再建立绕丝砂轮磨削工件的轨迹方程,并基于MATLAB平台仿真加工出旋成体筋条减阻表面。在仿真研究时,对旋成体二次曲面部分进行离散化处理,离散成一个个小的滚磨区域,并分析砂轮与工件的转速比ps、磨削深度ap、砂线直径对外圆筋条表面成形的影响规律;同时,分析了外圆筋条表面的成形机理。制造出绕丝砂轮并使用它磨削出外圆筋条表面。结果表明:砂轮与工件的转速比等于加工出的筋条表面筋条单元的数目;在二次曲面上不同磨削区域的筋条结构的磨削深度和凹槽宽度都是由中间向两边减小;在砂轮转速和磨削深度一定时,加工出的筋条表面两筋条单元在圆周上的距离与转速比呈负相关;在砂轮转速和转速比一定时,加工出的筋条表面的筋条单元中沟槽的宽度与磨削深度呈正相关;砂轮与工件的速度比ps和磨削深度ap对筋条表面成形过程中的磨削状态有重要影响;砂线表面磨粒对筋条单元的沟槽底部的粗糙度和未变形的切屑尺寸产生一定的影响,但对整个筋条表面没有太大影响。
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