40CrNiMoA钢的磨削力试验研究
40CrNiMo钢硬态切削过程及表面形貌研究的开题报告
40CrNiMo钢硬态切削过程及表面形貌研究的开题报告一、选题背景随着工业化的快速发展，高强度、高韧性和高耐磨性的材料需求在不断提高。
40CrNiMo钢作为一种优质的合金结构钢，其材料性能被广泛应用于大型机械制造、船舶制造、航空航天、核能及石油化工等领域。
切削是40CrNiMo钢加工的一种重要工艺，其切削加工质量和效率直接影响着工件的成品率和成本。
因此，研究40CrNiMo钢硬态切削过程及表面形貌，优化切削参数和提高加工质量，具有重要的应用价值和理论意义。
二、研究内容与目的本研究旨在通过对40CrNiMo钢硬态切削加工的实验研究，探究切削参数对加工表面形貌和加工效率的影响，并借助现代加工技术和分析手段，分析加工过程中形成的切屑、热影响区等影响加工质量的因素，并提出相应的优化措施和建议。
具体研究内容包括：1. 利用数控车床对40CrNiMo钢硬态进行切削加工，得到切削力、表面形貌等数据。
2. 分析切削过程中形成的切屑、热影响区等对加工质量的影响。
3. 探究切削参数对加工效率、表面质量的影响规律。
4. 提出相应的优化措施和建议，以提高加工质量和效率。
三、研究方法与进度计划1. 实验：通过数控车床的切削过程实验，获取切削力、表面形貌等数据。
2. 数据分析：通过对实验数据的搜集和统计分析，分析切削过程中，切削参数、切削力等对加工表面质量的影响。
3. 文献综述：通过查阅相关文献，分析40CrNiMo钢硬态的机械性能和加工特点等，为实验设计和数据分析提供理论依据和参考。
4. 进度计划：第一周：了解选题，查阅相关文献，制定实验计划。
第二周：进行实验，获取切削力、表面形貌等数据。
第三周：对实验数据进行分析和处理，得出初步结论。
第四周：撰写开题报告，并进行讨论和改进。
调整实验计划和研究方法。
四、预期研究成果本研究预期在探究40CrNiMo钢硬态切削过程及表面形貌，优化切削参数和提高加工质量方面，取得一定的研究成果。
高速主轴用40Cr钢激光热处理及磨损试验研究
Ａｋ白哺ｄ：４０Ｃｒ或ｔｄ ｉｓ ａｃ０珊Ｔ埘１ ｑｌＩ棚ｃｈｅｄ田面ｓｔｅｄ ｗｉｔｌＩ ｈｉ珈。ｔ叽曲。ａｒｌｄ ｐｌａ或ｉｃ ｃ０叩ｅｒ面∞．ｈｏｗ州凹，ｔｌｌｅｉｒ ｒｅｓｉ乱阴ｃｅ ｉｓ ｎｏｔ ｓａｔｉ幽Ｉｃｔｏｒｙ．ｈ“８ ｐ印盯·
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ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉ删）ｒｄｖｅ ４ＩＨ ｋ’ｓ ｌｌ毒姨ｌｒＩｅ鹪ｍｌｄ ｗ∞ｒ瑚ｉｓｔ明ｃｅ，ｂｙ删Ｔ驴撕ｎｇ ４０ｃｒ ａｎｄ ４０Ｑ ｌａｓ盯ｈｅａｌ ｍ卿ＩＩ料ｌｔ ｓａｒｌｌｐｌ憾－ｍｅｔａｌｌｏ伊ａｐｈｉｃ ａＩＩａｌｙｓｉｓ－
图ｌ柏ｃｒ激光热处理试样整体金相图 从图ｌＡ整体金相图中可以看到，激光淬火后的组织可 分为４层：
第一层为激光淬回火组织，深度约为ｌ哗吼至嘶肋，该 层组织主要为板条马氏体＋残留奥氏体，这一层与激光束作 用时间最长，马氏体组织较粗，由于光斑搭接过程中的回火 将不可避免的使硬度降低。见图ｌＡ最下层黑色部分，也就 是精磨要去掉的层。
着磨损量的增加，势必会影响主轴的工作精度，目前主轴最
常用热处理丁二艺８印℃×３Fra bibliotek ＩＩｌｉｎ油淬＋５２０℃×２ｈ回火空冷，
硬度可达ＨＲｃ３３，并且这种热处理会带来工业污染，无法满
足高速高硬度、耐磨和环境保护等要求【２】。近年来激光热处 理已经成为解决实际问题的一项很好的技术【３ Ｊ，由于激光加 热速度快，热影响区域小，淬火应力及变形小，激光热处理工 艺周期短，生产效率高，耗电低、不需冷却介质、无工业污染 等优点，还可以对形状复杂的零件和不能用其他常规方法热 处理的零件进行局部激光热处理，因此它对传统的热处理技
件对表面进行精唐，磨削量在嘶删至１００ｆｌｍ便可达到完全
淬硬层，使工件表面有最高硬度。 （３）４０Ｃｒ激光热处理试样比４０Ｑ常规热处理试样的磨
baogao
3.2 调质与软氮化处理后的40Cr在不同 润滑条件下的摩擦磨损性能
3.2.1
0.22
调质与软氮化后的40Cr的摩擦系数
0.22
friction coefficient / a.u
friction coefficient / a.u
0.20 0.18 0.16 0.14 0.12 0.10
PAO PAO+1% MoDTC PAO+1% T307 PAO+1% ZDDP
三、结果与讨论
3.1 表面形貌、金相组织、硬度
（a）
（b）
（c）
图1调质与软氮化处理后的40Cr钢的表面形貌及软氮化处理后的显微组织 （a）调质处理的40Cr钢的表面形貌（b）软氮化处理的40Cr钢的表面形貌 （c）软氮化处理的40Cr钢的断面显微形貌 经测试软氮化处理后的40Cr的表面硬度为600Hv，调质处理后的40Cr表面硬度为350HV。 从图1（a）、（b）扫描电镜的图片上可以看出调质处理后的40Cr表面还存在机械加工的 经过气体软氮化这种化学热处理方式的40Cr试样硬度值明显高出调质处理的硬度的原因 从图1（c）软氮化处理后的40Cr钢断面显微形貌图中可以看出上面为白亮层、然后为扩 经检测得出软氮化处理后的40Cr钢的表面粗糙度为1.0μm，调质处理后的40Cr钢的表面 痕迹，经软氮化处理后的40Cr钢表面的机加工痕迹不明显了比调质的40Cr钢光滑了，晶 是气体软氮化的热处理方式使得大量的氮碳原子渗入40Cr试样表面，形成了一个氮碳化 散层、最后为基底层。白亮层为铁的氮化物层。 粗糙度为1.224μm。 粒也得到了细化，并在表面存在一些孔隙。 合物层，从而提高了试样的表面硬度。
调质/调质+软氮化处理后的40Cr钢 在润滑条件下的摩擦磨损性能研究
40Cr钢的磨削淬硬层与磨削参数的关系
40C r 钢的磨削淬硬层与磨削参数的关系①杨 刚,韩正铜,杜长龙(中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221008)摘 要:针对矿山机械常用材料之一40Cr 钢应用了磨削淬火技术,并在试验中改变磨削用量以研究材料的淬硬层情况。
试验后对试件进行金相组织观测,发现可得到一定厚度的马氏体;进行硬度值测量发现:在变进给情况下,强化层厚度为1.2～1.4mm,硬度值平均为HV760(HRC62),淬硬厚度随着进给速度减少而增加;在变切深情况下,强化层厚度为0.8～1.6mm,硬度值平均为HV700(HRC60),淬硬厚度随着切深的增加先增大后减少。
两种手段得到的淬硬层硬度均远远高于基体硬度值HV255(HRC23),证明了该种新技术经济实用,效果良好,并且宜采用缓进给的方式进行。
关键词:40Cr 钢;磨削强化;表面淬火;磨削加工中图分类号:TG156.33;TG580.64文献标识码:A文章编号:0253-6099(2008)01-0084-04The Rel ati onshi p between Gr i n di n g Parameters andGri n di n g 2hardened Layer of 40Cr SteelY ANG Gang,HAN Zheng 2t ong,DU Chang 2l ong(College of M echanical and E lectrical Engineering,Ch ina U niversity of M ining and Technology,X uzhou 221008,J iang 2su,China )Abstract:Grinding 2hardening technique is app lied t o 40Cr steel which is one of the commonly used materials .I n thetest the grinding para meters are varied s o as t o investigate the hardened layer of the material .The observati on of the met 2all ographic structure of the sa mp le shows that there for m s a martensite layer with certain thickness .It is f ound fr om the hardness test that the hardened layer has an average hardness of HV760(HRC62)and a thickness of 1.2～1.4mm which increases with the decrease of the feeding s peed under the conditi on of varying the s peed,and an average hardness of HV700(HRC60)and a thickness of 0.8～1.6mm which first increases and then decreases with the increase of cut 2ting dep th under the conditi on of varying the dep th .Both of the hardness values are much higher than the matrix hard 2ness of HV255(HRC23).It p r oves the feasibility and effectiveness of the grinding 2hardening technique,f or which l ow feeding is suitable .Key words:40Cr steel;grinding 2hardening;surface hardening;grinding machining 零件原材料的选择及其表面热处理对于提高零件的强度与耐磨性非常关键[1～3]。
一种高强度40CrNiMoA材料锻件热处理工艺的研究
一种高强度40CrNiMoA材料锻件热处理工艺的研究发表时间：2020-08-27T06:16:44.091Z 来源：《中国科技人才》2020年第11期作者：刘秀良1 张元东2 胡博文3 林好妹4 [导读] 结果表明，在产品批量生产中，通过控制淬火的冷却速度和回火的温度可以有效提高锻件的力学性能，同时保证同炉产品硬度和性能的均匀性。
江西景航航空锻铸有限公司景德镇 333000摘要：采用不同的淬火工艺和回火工艺，对工厂生产的高强度40CrNiMoA材料锻件进行系列热处理试验，研究了4种热处理工艺对锻件显微组织和性能的影响。
结果表明，在产品批量生产中，通过控制淬火的冷却速度和回火的温度可以有效提高锻件的力学性能，同时保证同炉产品硬度和性能的均匀性。
关键词：淬火；回火；高强度；显微组织；性能；介质；冷却速度；温度；硬度；均匀性 Research on the High strength?40CrNiMoA materials forging of batch production by heat treatment LIU Xiu-liang1，ZHANG Yuan-dong1，HU Bo-wen1，LIN Hao-mei1（Jiangxi Jinghang Aviation Forging & Casting，JingDezhen 333000，China） Abstract：Using different quenching process and the system of tempering process，the factory production of high strength 40CrNiMoA materials forging series heat treatment experiment was carried out，studied on the effect of 4 kinds of heat treatment processes on Microstructure and mechanical properties of forgings. The results show that the product in mass production，by controlling the quenching cooling rate and tempering? temperature can improve the mechanical properties of the forgings，besides，ensure the uniformity of the hardness and performance with the furnace. Key words：quenching、tempering、high strength、microstructure、function、medium、cooling speed、temperature、hardness、uniformity正文：1、材料使用简介随着制造业的高速发展，一些零件对性能要求越来越高，不仅要求较高的强度，还需要有良好的韧性、抗疲劳性和抗断裂特征等。
40CrNiMoA钢表面ESD_IBED复合强化层的组织和性能
40CrNiMoA 钢表面ESD 2IB ED 复合强化层的组织和性能葛志宏1,2,乔生儒1(11西北工业大学超高温结构复合材料实验室,西安710072; 21重庆航天职业技术学院,重庆400021) 摘 要:研究40CrNiMoA 钢ESD 2IBED 复合表面强化过程,分析强化层的组织、硬度、相组成和耐磨性。
结果表明,在ESD 2IBED 复合沉积层中ESD 沉积层占主导地位,它决定了复合强化层的微观组织,而IBED 沉积层则起到改善ESD 沉积层表面形貌的作用。
在相同电参数下,Cr12MoV +Cu 复合强化层的显微硬度高于石墨+Cu 复合强化层。
40CrNiMoA 表面的复合强化层具有减摩耐磨性能,尤其是Cr12MoV +Cu 复合强化层,耐磨性大约提高4倍,而且摩擦系数仅在0105左右。
关键词:金属材料;电火花沉积;离子束增强沉积;复合强化;耐磨性中图分类号:TG174144 文献标识码:A 文章编号:1001-0211(2009)01-0001-05收稿日期:2007-04-03基金项目:长江学者和创新团队发展计划资助项目作者简介:葛志宏(1979-),男,甘肃正宁县人,硕士,主要从事材料表面改性等方面的研究。
联系人:乔生儒(1948-),男,陕西佳县人,教授,博士生导师,主要从事材料表面改性等方面的研究。
电火花表面沉积工艺是一种低能耗、无变形的表面强化工艺,简称ESD [1]。
它是利用电极材料和被强化金属材料间的高能局部脉冲放电,使电极材料快速熔融到工件表面,并通过电极材料和被强化金属材料在局部高温下的物理化学冶金过程,使工件表面重新合金化,形成表面强化层[2-4]。
该技术属于高能密度加热,强化处理时对零件心部的组织和性能几乎无影响、不会引起零件变形。
此外,电火花强化设备简单、成本低、易操作,形成的强化层与基体之间是冶金结合,涂层结合好[5-6]。
然而,强化表面不光滑和各处涂层密度的不均匀性,限制了其在高要求条件下的使用。
高速铣削硬态40CrNiMoA的试验研究
其切 削加工 性能 较 差 ， 对 平 均加 工 指 数 小 。传 统 加 相
工这类 硬 态材质 的方 法是 ： 先在 软化 状态 下粗加 工 ， 接 着淬 火 ， 后采 用磨 削和 电火 花加工 ， 时还需 人工 打 然 有 磨 。这 就造 成加 工 精 度 不稳 定 、 率 低 和 成 本 高。 因 效 此如 何 解 决 硬 态 ４ Ｃ ＮＭｏ 的加 ０ ｒｉ Ａ 川司题 一 直 为制 造
硬 态 ４ Ｃ Ｎ Ｍ Ａ 由 于其 良好 的 机 械 性 能 在 制 造 ０ ｒｉｏ 业 中有 着广 泛 的应用 ， 由 于 它 的硬 度 和耐 磨 性 使 得 但
０． ０％ ２
～ ０． ５％ Ｓ ．１ ６ ３ ｉ ． ５％
～ ２．Hale Waihona Puke ０％ Ｎｉ ． ０％ ０ ．０ ７
～
０ ９ ％Ｃ ，． ０ ～ ． ０ Ｍ 。硬度 为 ：７Ｈ Ｃ ．０ ｒ０ ２ ％ ０ ３ ％ ｏ ４ Ｒ ： 测力 系统 如 图 １ 示 ， 所 包括 瑞 上 Ｋｓｅ 公 司 生 产 ｉｌ ｔｒ
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切 削技 术 ｃｉＴｈｌ ｕｇｃ０ｙ ｔ ｎｇ ｔｅ Ｉ ｎ ０
高 速铣 削硬 态 ４ Ｃ Ｎｉ Ａ 的试 验 研 究 ０ ｒ Ｍｏ
查 文 炜
（ 盐城 工 学院 ， 苏 盐城 ２ ４ ０ ） 江 ２ ０ ３
摘
要 ： 对硬 态 ４ Ｃｒ ｉ Ａ（７ ＨＲ ， 干 切 和 空气 油雾 环 境 下 ， 用 黛 杰整 体 硬 质 合 金 （ ３ 涂层 针 ０ Ｎ Ｍｏ ４ Ｃ） 在 选 Ｋ ０） （ 层材 料为 ＴＡＩ 立铣 刀在 Ｍｉｒ ｎＵＣ １ 速 加 工 中心 上作 了试 验研 究 。并 通 过试 验 结 果 涂 ｉ Ｎ） ｋ ｏ Ｐ７ ０高
热处理工艺对40CrNiMoA合金组织及力学性能的影响
热处理工艺对40CrNiMoA合金组织及力学性能的影响作者：李子健贾丽敏韩鹏彪梁小凯田燕李昕悦王蕾来源：《河北科技大学学报》2024年第01期摘要：为了提高矿用链轮耐磨性，延长其使用寿命，选取电渣离心铸造40CrNiMoA合金链轮件作为母材，研究热处理工艺对40CrNiMoA合金组织和力学性能的影响。
采用正交试验法，研究不同热处理工艺对合金显微硬度、摩擦磨损及拉伸强度等力学性能的影响，并将测试结果进行极差分析和综合加权评分计算，得出最优热处理工艺参数，最后进行试验验证。
结果表明，正交试验法得到的最优热处理工艺为880 ℃淬火0.5 h，600 ℃高温回火2 h，样品热处理后的组织主要为回火索氏体，维氏硬度为364 HV，抗拉强度为1 166 MPa，磨损率为0.427×10-4 mm3/（N·m）；验证试验结果与正交试验分析结果相近，且热处理后的样品性能可达到使用要求。
研究结果可为矿用链轮件热处理工艺提供理论依据，对有效解决链轮耐磨性和使用寿命问题具有參考价值。
关键词：黑色金属及其合金；40CrNiMoA合金；热处理工艺；显微组织；力学性能；正交试验中图分类号：TG406文献标识码：ADOI：10.7535/hbkd.2023yx06008收稿日期：2023-10-12；修回日期：2023-11-05；责任编辑：冯民基金项目：河北省重点研发项目（19211007D）第一作者简介：李子健（1996—），男，河北邢台人，硕士研究生，主要从事金属材料成型及控制方面的研究。
通信作者：贾丽敏，副教授。
E-mail：********************梁小凯，高级工程师。
E-mail：****************李子健，贾丽敏，韩鹏彪，等.热处理工艺对40CrNiMoA合金组织及力学性能的影响[J].河北科技大学学报，2023，44（6）：67-73.LI Zijian，JIA Limin，HAN Pengbiao，et al.Effect of heat treatment process on the microstructure and mechanical properties of 40CrNiMoA steel[J].Journal of Hebei University of Science and Technology，2023，44（6）：67-73.Effect of heat treatment process on the microstructure andmechanical properties of 40CrNiMoA steelLI Zijian1，JIA Limin1，2，HAN Pengbiao1，2，LIANG Xiaokai3，TIAN Yan1，LI Xinyue1，WANG Lei1（1.School of Materials Science and Engineering， Hebei University of Science and Technology， Shijiazhuang，Hebei 050018， China;2.Hebei Key Laboratory of Material Near-Net Forming Technology，Shijiazhuang， Hebei 050018， China;3.Institute of Structural Steels， Central Iron and Steel Research Institute， Beijing 100081，China）Abstract：In order to improve the wear resistance and service life of mining sprockets，40CrNiMoA sprockets cast by centrifugal electroslag casting were selected as the base material to study the effects of heat treatment processes on microstructure and mechanical properties of the alloy. The effects of different heat treatment processes on the mechanical properties of the steel， such as microhardness， friction and wear， and tensile strength were investigated with the orthogonal experiment method.The test results were analyzed by range analysis and comprehensive weighted scoring calculation to obtain the optimal heat treatment process parameters. Finally， experimental verification was conducted. The results show that the optimal heat treatment process obtained by the orthogonal test method is quenching at 880 ℃ for 0.5 hours and high-temperature tempering at 600 ℃for 2 hours. The microstructure of the sample after heat treatment is mainly tempered sorbite， with a Vickers hardness of 364 HV， a tensile strength of 1 166 MPa， and a wear rate of 0.427×10-4 mm3/（N·m）. The validation test results are similar to the orthogonal experimental analysis， and the sample performance after heat treatment can meet the usage requirements. Therefore， the research results can provide a theoretical basis for the heat treatment process of mining sprocket parts， and are of great significance for effectively solving the wear resistance and service life of sprockets.Keywords：ferrous metals and their alloys; 40CrNiMoA steel; heat treatment process; microstructure; mechanical properties; orthogonal experiment近年来，随着煤炭开采技术的进步及大型现代化矿井建设步伐的加快，刮板输送设备逐步向大功率方向发展，配套链轮的规格也越来越大，同时，对强度、韧性、耐磨性等性能的要求越来越高[1]。
原始组织对40Cr钢磨削硬化层的影响研究
。它可以替
代感应淬火、 火焰淬火和激光淬火等表面热处理工艺， 减少零件热处理工序、 专用热处理设备及人员等的投 入， 减少资源与能源的消耗以及热处理设备排放物对 环境的污染， 符合绿色制造和清洁化生产模式 明， 采用磨削硬化工艺可节省费用 10% ~ 50%
［ 3］
。通 。自
过对液压马达配送盘及电机电枢轴两种零件的评估表
作者简介： 刘菊东 （ 1965. 09 —） ， 男， 福建晋江人， 副教授， 江苏 大学博士生， 主要从事磨削硬化机理研究， 已发表论文 20 余 篇。E-maiI：Iiujd@ ujs. edu. cn 基金项目： 国家自然科学基金项目 （ 50275066 ） ； 福建省教育厅 科技项目 （ JA03133 ） 收稿日期： 2004-06-01
Fig. 7
原始组织对 40cr 钢磨削硬化层的影响研究
2 刘菊东1， ， 王贵成1 ， 陈康敏3 ， 贾志宏1
（ 1. 江苏大学 机械工程学院， 江苏 镇江 212013 ； 2. 集美大学 机械工程学院， 福建 厦门 361021 ； 3. 江苏大学 材料科学与工程学院， 江苏 镇江 212013 ） 摘要： 在平面磨床上， 采用刚玉砂轮和干磨削方式对 40Cr 钢进行了表面磨削硬化处理， 研究了原始组织对磨削硬 化层组织与性能的影响。结果表明， 在磨削温度和应力的综合作用下， 完全硬化区马氏体均呈现 “ 细 - 粗 - 细” 的变化规律， 且相对粗大马氏体相出现在次表层， 而过渡区组织的形成因原始组织而异。此外， 原始组织对完全 硬化区显微硬度无显著影响， 硬度值均在 630 ~ 700HV 之间， 原始组织越均匀， 磨削硬化层及完全硬化深度越大。 关键词： 磨削；表面硬化；显微组织；硬化层深度 中图分类号： TG156. 33 ； TG580. 64 文献标识码： A 文章编号： 0254-6051 （ 2004 ） 12-0061-04
40Cr钢高效深磨磨削力试验研究
台进 给速度 （ ． １ ｍ ｎ 和大切深 （ ． ３ ０ ５— ０ｍ／ ｉ） ０ １— ０ｍｍ）
量 的影 响 。 （ ） 瓷 材 料 的 高 效 深 磨 试 验 研 究 ： ． ２ 陶 Ｈ Ｈ ａｇ 对 陶瓷材料 的高效 深磨 进 行 了试 验研 究 ， ｕｎ 并 对 高效深磨 过程 中陶瓷材 料 的去 除机 理 进行 了探 讨 ； 国内湖南 大学 易 了¨ 训等 人对 部 分 稳 定 氧 化锆 陶瓷 进
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈｓ ｐ ｐ ｒ ｅ ｏ ｔ ａ ｘ ｅ ｍｅ ｔｌ ｎ ｅ ｔ ａｉｎ ｏ ｒｎ ｉ ｇ ｓ ｅ ０ Ｃ ｎ ｅ ｉｈ ｅ ｆ ｉｎ ｙ ｄ ｅ ｎ － ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｉ ａ ｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ｐ ｒ ｎａ ｖ ｓ ｇ ｔ ｆ ｉ ｄ ｎ ｔ ｌ ｒ ｄ ｒ ｇ ｆ ｃ ｅ ｃ ｅ ｐ ｒ ｓ ｉ ｉ ｉ ｏ ｇ ｅ ４ ｕ ｈ ｉ ｄ
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设计与研究 Ｄ啪ａ Ｒ ｅ ｎ雠 ｓ ｄ
４ Ｃ 钢 高效 深 磨 磨 削 力试验 研 究 ０ｒ
唐 昆 尚振涛 盛 晓敏 宓海青 黄红武
（ 南大学 国家高效磨 削工 程技术 研 究 中心 ， 湖 湖南 长 沙 ４ ０８ ） １０２
Ｔ ＡＮＧ ｎ，Ｓ Ｋｕ ＨＡＮＧ ｈｅ ｔｏ，Ｓ Ｚ ｎａ ＨＥＮＧ ａ ｍｉ Ｘｉｏ ｎ，ＭＩＨａ ｑ ｎ ｉ ｉ ｇ，ＨＵＡＮＧ ｎ ｗｕ Ｈｏ ｇ
（ ｔ ｅＫ ｙＬ ｂｏ ｇ ｆｃ ｎｙＧ ｎ ｉｇＥ ｇ ｅｒ ｇＴ ｃ ｎｌｇ ｅｅｒｈＣ ｎｅ， Ｓ ｔ ｅ ａ ｆ ｈＥｆ ｉ ｃ ｒ ｄｎ ｎ ｉ ｅ ｎ ｅｈ ｏ ｙＲ ｓａｃ ｅ ｔ ａ Ｈｉ ｉｅ ｉ ｎ ｉ ｏ ｒ Ｈ ａ ｎｖｒ ｔ， ｈ ｎｓａ４ ０ ８ Ｃ Ｎ） ｕｎｎＵ ｉ ｓｙ Ｃ ａ ｇｈ １０ ２， Ｈ ｅｉ
影响40Cr钢切削力的主要因素研究
①
１ １ ０
［ ６］ 理性能见表 ２ ．
／ ／ 西南大学学报 （ 自然科学版 ） ｔ ｔ ｘ ｂ ｂ ｂ ． ｓ ｗ ｕ ． ｃ ｎ ５卷 ｈ 第 ３ ｐ： ｊ
机 床 ：沈 阳 第 一 机 床 厂 生 产 的 普 通 车 床 Ｃ Ａ ６ １ ４ ０ Ａ×１ ０ ０ ０，主 电 机 功 率 为 ７ ． ５ｋＷ，最 大 加 工 长 度 ／ ９ ０ ０ ｍｍ，最 大 加 工 直 径 ４ ０ ０ ｍｍ，主 轴 转 速 范 围 １ ０～１ ４ ０ ０ｒ ｍ ｉ ｎ ． 刀具 ：采 用 ３ 种 几 何 参 数 相 同 但 材 料 不 同 的 可 转 位 车 刀 ，分 别 是 ＹＴ １ ５、ＹＷ ２ 和 ＹＧ ８，型 号 均 为 Ｔ ３ １ ６ ０ ５ Ｆ．刀具几何参数见表 ３． 切削力采集仪器 ：采用重庆迪佳科技 有 限 公 司 生 产 的 Ｓ Ｄ Ｃ Ｌ ３ Ｍ 型应变式三向车削测力传感器和 Ｄ Ｊ － － Ｃ Ｌ １ 型三向力高精度线性放大器来完成切削力的采集和测量 ．切削测力仪硬件系统简图见图 １． －
１ ． ２ 试验方法 为了限制试验工作的范围 ，通常假定一个因素的 影响与其 他 因 素 无 关 ．本 试 验 采 用 单 因 素 测 量 法 对 ４ ０ Ｃ ｒ 钢 进 行 干 切 削 ，即 在 只 改 变 切 削 用 量 三 要 素 中 的单个要素的情况 下 观 察 切 削 三 向 力 （ 切向力 Ｆ ｃ、轴 向力 Ｆｆ 、径向力 Ｆ 的变化 ． ｓ ｐ）
高速切削优于常规切削可使切削力减小工件表面质量提高但过高的切削速度会引起切削温度的剧增使刀尖磨损加速和工件加工表面层硬化也会使机床功率消耗剧增而且速度超过130mmin后切削力的变化趋于平缓因此在实际生产中粗加工阶段建议采用100mmin的速度进行切削半精加工阶段建议采用150mmin的速度进行切削精加工阶段建议v为200mmin3种几何参数相同的刀具中yg8刀具可获得最小的主切削力其次是yw2刀具和yt15刀具
机械毕业设计9340Cr调质钢磨削强化温度与强化效果试验研究
目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第一章绪论 (3)1.1 磨削强化的工艺优势 (3)1.2 当前国内外的研究状况 (5)1.3 本课题拟开展的主要工作 (7)第二章温度标定 (9)2.1 热电偶概述 (9)2.2 40Cr－康铜非标准热电偶的标定 (11)第三章温度测量试验 (15)3.1 40Cr钢的简介 (15)3.2 40Cr钢磨削强化的可行性分析 (16)3.3 测温的目的与意义 (16)3.4 磨削用量条件的优化 (17)3.5 温度测量 (19)第四章试验结果及其分析 (25)4.1 40Cr磨削强化试验显微硬度梯度分析 (25)4.2 硬化层金相分析 (28)4.3 淬硬层硬度厚度稳定性分析 (32)第五章结论与展望 (34)5.1 结论 (34)5.2 展望 (34)致谢 (36)参考文献 (37)摘要磨削强化是利用粗磨产生的磨削热对工件表面进行强化的新技术，可以将磨削加工和工件表面强化复合为一体。
为考察磨削强化的效果，以调质后的40Cr为试验对象，采用棕刚玉砂轮在MMD7125平面磨床上对磨削强化用量条件进行了优化；采用半人工热电偶法对磨削温度进行了测量，对冷却速度进行了确定；利用HSX-1000型全自动显微硬度测试仪测定了磨削强化层的显微硬度；在金相显微镜上利用数码相机拍摄了金相组织照片。
试验结果表明：磨削硬化层金相组织、显微硬度和硬化深度均满足表面强化要求。
完全硬化区由细小针状马氏体、残余奥氏体和少量点状碳化物组成，过渡区由马氏体和回火索氏体(珠光体)组成；硬化区显微硬度在HV512-700之间，硬化层深度达到了1.2mm。
关键词:40Cr，磨削强化，温度测量，显微硬度，金相组织，硬化深度ABSTRACTThe grinding hardening is a new technology of grinding and hardening workpiece surfaces using grinding heat during the course of coarse grinding. It can integrate the grinding process with the surface hardening process. To investigate the effect of grinding hardening, the parameter of grinding hardening of 40Cr is optimized with the grinding wheel of corundum on flat surface grinding machine of MMD7125. The temperature of grinding is measured by the way of half artificial thermocouple and the speed of cooling is confirmed. The microhardness is measured by automatic microhardness test instrument of HSX-1000. The photo of metallography is shot on electron microscope with digital camera. The results of the test indicate that the microstructure of hardened layer, microhardness and the depth of hardened layer all meet the request of surface hardening. The completely hardening region is composed of fine acicular martensites，residual austenites and a few dot-like carbonides and the transition region is made up of martensites and sorbites (pearlite). The microhardness of hardening region is HV512-700 and the depth of hardened layer reaches to 1.2mm.Keywords: 40Cr, grinding hardening, temperature measuring , microhardness, metallography，depth of hardened layer第一章绪论1.1 磨削强化的工艺优势许多钢质零件需通过金属热处理来改善材料的性能，提高材料的耐磨性及疲劳强度。
40Cr调质钢外圆磨削淬硬试验研究
４ Ｃ 调 质 钢 外 圆磨 削 淬 硬 试验 研究 ０ ｒ
马 占龙
（ 中国科 学院长 春 光学精 密机 械 与物理 研 究所应 用光 学 国家重 点实验 室 ， 吉林 长春 １０ ３ ） ３０ ３
摘
要 ： 用外 圆磨 削方 式对 ４ Ｃ 调 ห้องสมุดไป่ตู้钢 进 行磨 削淬硬 试验 ， 过 测量试 样 的金相 组 织和 显微 硬 度对 外 圆 采 ０ｒ 通 磨 削淬 硬 的可行 性 、 削 参数对 淬硬 效果 的 影响规 律等 进行研 究 。结果 表 明 ：０ ｒ钢 外 圆磨 削淬 硬 磨 ４Ｃ 是 可行 的 ； 样 的 表层 组 织 由完 全 淬硬 层 、 试 过渡 层 和基 体 组成 ； 面硬 度 均在 ６０ＨＶ 左右 ， 硬 层 表 ９ 淬 深 度最 高可 达 １ １ ； 削 深度对 表 面 硬 度无 显 著 影 响 ， 对 淬硬 层 深 度 具 有 显著 影 响 。 件 速 ． ０ｍｍ 磨 但 工
ｉ ｍ ａ ｄ ｅ ｓ ｐ ｎ ｔａｉｎ ｄ ｐ ｈ ｒ ａ ｈ ｕ ｏ １ ０ ｍｍ ，ｔ ｅ ｇ ｉ ｄ ｎ ｅ ｔ ｓ ａ ｇ ｅ ｔ ｅｆｃ ｎ ｔ ｅ ｍｕ ｈ ｒ ｎ ｓ ｅ ｅｒ ｔｏ ｅ ｔ ｅ ｃ ｐ ｔ ．１ ｈ ｒｎ ｉ ｇ ｄ ｐ ｈ ｈａ ｒ ａ ｆｅ ｔｏ ｈ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ ｒｎ — ａ ｄ ｎ ｎ ｘ ｅ ｍｅ ｔｏ ０Ｃｒｓｅ ｌｈ ｄ ｂｅ ｎ ｃ ｒｉｄ ｏ ｔｏ ｈ ｘ ｅ ｎ ｌｇ ｎ ｅ ｎ ｈ ｔ ｅ ｇ ｄ—ｈ ｒ ｅ ｉ ｇ ｅ ｐ ｒ ｎ ｆ４ ｉ ｉ ｔｅ ａ ｅ ａ ｒｅ ｕ ｎ ｔ ｅ ｅ ｔｒ ａ ｒ ｄ ｒａ ｄ ｔｅ ｍｅ ・ ｉ － ａ ｌ ｒ ｉａ ｔｕｃｕ ｅ ａ ｃ ｏ ａ ｄ ｓ ｆｔ ｅ ｓ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｕ ｅ ｎ ｎ ｌ ｚ ｄ．Ｔｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｒ ｓ ｌｓ ｌｕ ｇ ｃ ｌｓｒ ｔ ｒ ｎｄ ｍｉｒ ｈ ｒ ｎｅ ｓｏ ｈ ａ ｌ ｓｗｅ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｄ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｈ ｘ ｅ ｎ ｌｇ ｎ ｈ ｗｅ ｈ ｔｔ ｅ ｅ ｔ ｒ ａ ｒ ｄ—ｈ ｒ ｅ ｉ ｆ４ ｉ ａ ｄ ｎｎｇ ｏ ０Ｃｒｓｅ ｌｉ ｅ ｓｂ ｅ，ｔ ｅ ｓ ｒａ ｅ ｌ ｙ ｒｏ ｅ ｓ ｍｐ ｅ ｏ ｔｅ ｓｆ ａ ｉ ｌ ｈ ｕ ｆ ｃ ａ ｅ ｆｔ ａ ｌ ｓｃ ｎ— ｈ
40CrNiMoA钢瞬态电能强化层的摩擦磨损性能
摘 要 ： 自制 的瞬 态电能表 面强化设备 上 ， 用 ０ 在 采 ３ｍｍ 的石墨 、 Ｇ ８硬质合 金 、 ｒ Ｙ Ｃ ＷＭｎ和 Ｃ １ Ｍｏ ｒ２ Ｖ 电极 ， 选用 ４ ～６ 电压和 １０肚 ０ ０Ｖ ８ Ｆ电容 ， 电极在 工件表 面移动速度 为 １６ ｍ／ ， ４Ｃ Ｎ Ｍｏ ． ３ｒ Ｓ对 ０ ｒ ｉ Ａ钢 表 面强 ａ 化 ， Ｓ Ｍ 观 察 了 强 化 层 的 形 貌 和 组 织 ， ＭＭ＿０ 用 Ｅ 在 ２０型 磨 损 试 验 机 上 进 行 磨 损 试 验 。 结 果 表 明， 以 Ｃ ｌ Ｍｏ 电极 强化后 的耐磨性 能最好 ， 平均磨损速 率仅为 未处理试样 的 １ ６ 其 次为石墨 电极强化 的表 面 ｒ２ Ｖ 其 ／， （ 平均磨损 速率 为未处理试 样的 １ ５左右） ０ ｒ Ｍｏ 钢表 面经过 石墨 电极 瞬态 电能 强化后 ， ／ 。４ Ｃ Ｎｉ Ａ 磨损 前期摩
维普资讯
４ Ｃ Ｎｉ Ａ 钢 瞬 态 电能 强 化 层 的摩 擦 磨 损 性 能 ０ ｒ Ｍｏ
葛 志宏 ， 生儒 ， 少 鹏 ， 丽 丽 ，卢 国锋 乔 王 张
（ 北 工 业 大 学 超 高 温 结构 复 合 材 料 实 验 室 ， 西 西 安 ７ ０ ７ ） 西 陕 １ ０ ２
轮机 中的高 速转 轴 ， 质为 ４ Ｃ ＮＭｏ 材 ０ ｒ ｉ Ａ钢 ， 工作 时 其 表面受到密封环的高速摩擦 ， 极易发 生磨损失 效 ， 造成
电极 材料 分别 为 ： 墨 、 Ｇ ８硬 质 合金 、 ｒ 石 Ｙ － Ｃ ＷＭｎ钢 、
Ｃ １ Ｍｏ 钢 。 电极 直 径 为 ０ ｒ２ Ｖ ３ｍｍ。
Ｐ， Ｓ≤
０ ０ ． ３
４ Ｃｒ ｉ ．３ ０ Ｎ ０ ～
０ ６ ・ ～ １ ２ ～ ． ５
40CrNiMoA复合表面强化及高速磨损性能
两北ｒ业大学坝Ｉ：学位论史速传递给车床的齿轮系统，最后，通过齿轮系统的不同啮合和Ｏ型带在塔轮卜．的不同位置，使得车床主轴转速变为：１．０４转／分、１．５转／分、２．０８转／分、２．９２转／分、４．１７转／分、６转／分、８．３转／分、１１．６转／分。
其中车床的最低速度减为Ｉ．０４转／分，有５个速度降低到５转／分以下，这样在强化速度上为形成最佳涂层提供了保障。
—＋试样卜电摄幽２－５试样的装夹示意幽Ｆｉｇ．２—５Ｔｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｒａｗｉｎｇｏｆｃｌａｍｐｓｐｅｃｉｍｅｎ幽２－６车床主轴减速系统Ｆｉｇ．２—６Ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｌｅｍｏｆｌａｔｈｅｍａｉｎｓｐｉｎｄｌｅ２．４试验方法：２４国卜两北１＝业大学顾１．学位论文电能强化后的表面粗糙度也越大，因此必须合理选择电参数，既要能提高工件表面的耐磨性能，又要把强化层的表面粗糙度控制到较小。
由文献“”可知，在工件、电极以及强化介质相同的条件下，增大放电脉冲的能量，强化层的表面粗糙度变大，但同时强化层的厚度也较厚；当放电脉冲的能量减小时，表面粗糙度变小，同时强化层的厚度也较薄。
为了满足降低表面粗糙度的要求，可以采用限制单个脉冲放电能量的办法。
但当单个脉冲能量降低时，强化层的厚度和强化效率将会下降，所以既要得到一定的强化层厚度，又要保持较小的粗糙度和较高的生产效率，合理的工艺方法是：先采用大规准强化，保证强化层厚度和提高生产效率，再逐渐降低电规准对表面进行整修，达到降低表面粗糙度的目的。
（ａ）侧面（ｂ）正面图３一ｌ瞬态电能强化层表面形貌的ＳＥＭ照片Ｆｉｇ．３一ｉＳＥＭｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｔｒａｎｓｉｅｎｔｅｌｅｃｔｒｉｃ＝ｅｎｅｒｇｙｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄｓｕｒｆａｃｅ３．３强化层的昱微组织３．３．１强化层的显微组织观察圆环侧面进行金相制片，用３％的硝酸酒精溶液腐蚀，在ＨＩＴＡＣＨＩｓ一５７０扫描电镜（ＳＥＭ）下观察。
发现显微组织由表向罩依次为：表面强化层、过渡层、基体组织，如图３—２所示。
40Cr钢高效深磨磨削力试验研究
验 研究 ， 分析各 种工 艺参数 对磨 削力 的影 响 ， 并结合 磨 削后金 属材 料表 面 质 量做 进 一 步分 析 ， 求 得 出 力
一
种对 ４ Ｃ 钢进行 高效 、 ０ｒ 高质 量加工 的工艺 参数 优
化方案 。 Biblioteka １ 试 验 条 件及 参数
ｌ １ 试 验 条件 ＿
１ 验机 床 ： ）试 湖南 大学 国家 高 效磨 削工 程技 术 研究 中心超 高速平 面磨 削试 验 台 ， 主轴功率 ４ Ｗ ， ０ｋ 工作 台 驱 动 电 机 功 率 ５ ｋ ， 高 转 速 ２ ０ ／ Ｗ 最 ４ ０ ０ ｒ
４ ）测量 装 置 ： 削力 测 量 采 用 Ｋｉ ｌ 磨 ｓｅ ｔ ｒ压 电晶 体 测 力 仪 ； 量 表 面 粗 糙 度 采 用 Ｈｏ 测 ｍｍｅ ｒｅ ｗｅｋ Ｔ８ ０ ； 削 后 工 件 表 面形 貌 采 用 Ｊ Ｍ－６ ０ Ｖ 扫 ００ 磨 Ｓ ５ １Ｌ 描 电子 显微镜 检测 。 ５ ）磨 削方式 ： 面磨 削 （ 平 逆磨 ） 。 ６ ）冷 却 ： 新 型 Ｙ 型 喷 嘴 ， 用 水 基 磨 削 液 用 采 Ｓ １ 供液 压力 ８ＭＰ 。 Ｙ一 ， ａ
９ ， 面收缩 率≥ ４ ， 件 尺寸 ３ 断 ５ 试 ０ｍｍ×７ ５ｍｍ ．
×１ ｍ。 ６ｍ
瓷 进行 了高效深 磨试 验 研 究 ， 析 了各 种 因素 对 部 分
分稳 定 氧化锆 陶瓷 高效 深 磨 中磨 削 力 的影 响 ， 与 并 其他 磨 削方式作 了 比较 和综合 分析 。 通 过 对 高 效 深 磨 技 术研 究 现 状 的分 析 可 以发
中图分 类号 ： ５ ０ １ ＴＧ ８ ． ３ 文 献标识 码 ： Ａ
高 效 深 磨 技 术 （ ｇ ｆ ｃ ｎ ｙ Ｄ ｅ ｉｄ Ｈｉｈ Ｅ ｆ ｉ ｃ ｅｐ Ｇｒ — ｉｅ ｎ ｉｇ ＨＥ Ｇ） ｎ ， Ｄ 是一 种集 高 的砂 轮 速度 、 的工 作 台进 高 给速 度（ ． ～ １ ｒｉ） 大 切 深 （ ． ～３ ｍ） ０ ５ ０ｍ／ ｎ 和 ａ ０ １ ０ｒ ａ
40Cr钢高效深磨磨削力试验研究
40Cr钢高效深磨磨削力试验研究
唐昆;尚振涛;盛晓敏;宓海青;黄红武
【期刊名称】《制造技术与机床》
【年(卷),期】2007(000)007
【摘要】通过对40Cr钢在高效深磨条件下磨削力的试验研究,分析了不同工况对磨削力变化的影响,提出了40Cr钢高效深磨工艺参数的优化方案.试验结果表
明:40Cr钢在高效深磨条件下,磨削力随磨削深度的变化呈波浪式起伏的非线性关系,随砂轮线速度的提高而明显减小,同时能获得比普通磨削大得多的比材料磨除率,以及较好的工件表面质量.
【总页数】5页(P56-60)
【作者】唐昆;尚振涛;盛晓敏;宓海青;黄红武
【作者单位】湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心,湖南,长沙,410082;湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心,湖南,长沙,410082;湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心,湖南,长沙,410082;湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心,湖南,长沙,410082;湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心,湖南,长沙,410082
【正文语种】中文
【中图分类】TG5
【相关文献】
1.40Cr钢高效深磨磨削力试验研究 [J], 唐昆;尚振涛;盛晓敏;宓海青;黄红武
2.部分稳定氧化锆PSZ高效深磨磨削力试验研究 [J], 易了;黄红武;谢桂芝;盛晓敏;
宓海青;熊万里
3.45钢高效深磨磨削力的实验研究 [J], 严勇;郭力
4.提供更高效的磨削力——费斯托气动圆形偏心振动磨机LEX2 150/11 [J],
5.工程陶瓷材料高效深磨的试验研究 [J], 谢桂芝;黄红武;黄含;盛晓敏;宓海青;熊万里
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铸锡青铜表面软氮化前后40CrNiMo的摩擦磨损性能研究
铸锡青铜表面软氮化前后/40CrNiMo的摩擦磨损性能研究作者：王智凤来源：《中国新技术新产品》2013年第08期摘要：气体软氮化工艺是20世纪70年代在液体软氮化的基础上发展起来的一种新工艺。
能充分发挥金属材料潜力，保证和提高产品质量，对于铸锡青铜表面软氮化后摩擦磨损作用机理的研究目前还没有。
本文在ZCuSn10Pb1基体表面进行软氮化处理，与40CrNiMo组成滑动摩擦副，在M-2000型磨损试验机上进行了干摩擦工况下的滑动摩擦磨损试验研究，并根据试验数据和现象对ZCuSn10Pb1涂层的摩擦磨损性能和滑动摩擦磨损机理进行了研究。
以便为各个领域应用ZCuSn10Pb1涂层提供理论依据。
关键词：表面软氮化；摩擦磨损；机理；试验中图分类号：TG16 文献标识码：A磨损是机械运动副中的主要失效形式之一。
如何减少摩擦磨损并提高机械和零件的使用寿命是摩擦学研究领域共同关心的问题之一。
铸锡青铜ZCuSn10Pb1是机械工程中常用的耐磨材料之一，常用于连杆、衬套、轴瓦、齿轮、蜗轮等机械零件，铸锡青铜ZCuSn10Pb1摩擦副的摩擦磨损特性是直接影响机器机械性能和使用寿命的重要因素之一。
本研究作者旨在通过在摩擦磨损试验机上对铸锡青铜ZCuSn10Pb1涂层与40CrNiMo摩擦副进行模拟实际工况的摩擦、磨损试验，分析摩擦磨损表面形貌，来研究其摩擦磨损机制，便于指导实际生产。
1.试验说明1.1试样制备1.2摩擦磨损试验试验时，读出摩擦力矩值，通过计算出摩擦系数，涂层试样的磨损由EN1878型电子天平测定，进而计算其磨损率。
2.结果与讨论2.1涂层硬度应用MH-3型显微硬度计对其进行显微硬度测试时，载荷为25mg（0.25N），压痕放大400倍。
为能获得真实的软氮化涂层硬度，分别选择不同区域的6点，测量出该点的复合硬度，其值大致维持在HV318.5。
2.2载荷对摩擦性能的影响2.3载荷对磨损性能的影响由此可知，对ZCuSn10Pb1表面软氮化处理有利于提高材料的耐磨性。
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40CrNiMoA 钢的磨削力试验研究
湘潭工学院机械系 (411201) 廖先禄 湖南大学磨削研究所 (410082) 许世良
摘要 针对 40CrNiMoA 高强度钢的难加工特性 ,选择不同的磨削工艺参数 (磨削速度 Vs 、进给量 Vw 、磨削深度 ap 等) ,进行加 工精度和表面质量对比 ,通过计算机编程及角正归分析 ,建立了加工过程中磨削力的经验公式 ,为进一步探讨有关高强度材 料的磨削机理打下基础 。
关键词 高强度钢 磨削力 经验公式
中图分类号 TG 506
高强度钢是指那些强度 、硬度都很高 ,同时又具 有很好的塑性和韧性的合金结构钢 。[1] 尽管它们的 原始强度 、硬度并不太高 ,但经过调质处理 ,可获得 较高或很高的强度 ,硬度通常在 HRC35～50 之间 。 用这类钢材制作的零件 ,其粗加工一般在调质前进 行 ,而半精加工 、精加工则在调质后进行 。此时的金 相组织为索氏体或托氏体 ,加工难度较大 。[2]
四 、用角正归法建立 FN 的经验公式
由文献[2] ,测出磨削力的数值 ,列表计算如下 :
(下转第 14 页)
·33 ·
《精密制造与自动化》
发展的关键点 。接触式测头已经完全被外国垄断 , 非接触测头目前还没发展成熟 ,有我们竞争的机遇 。 以前较多采用激光三角法原理 ,受到很多限制 ,难于 有突破性进展 。可以在原理创新上下工夫 。应该突 破 0. 1 —0. 5μm 分辨率 。
·32 ·
如图[5] ,从八角环测力仪测得的磨削力信号 (法 向磨削力 FN 和切向磨削力 Ft ) ,经动态电阻应变仪 放大 ,到达光线示波器 (振子频率 400Hz ,走纸速度 10mmΠs) ,通过纸带输出 。实验所得的磨削力信号需 由力定标曲线折算成磨削力值 (N) 。力的标定通常 采用静态定标法 ,此法采用标准测力仪 。通过标定 , 可得到一组标准的力信号曲线 。将实验过程中所测 得的力信号与标准力信号值进行比较 ,便可得到磨 削力值 。
光线示波器
动态电阻应变仪 二 、实验数据处理
试验采用单因素法进行 ,即在固定其它因素 、只 改变一个因素的条件下 ,测出磨削力 。由于砂轮磨 粒具有较大的负前角 ,所以法向磨削力 FN 大于切向 磨削力 Ft ,通常 FNΠFt 值在 1. 5～3 范围内 。本实验 主要研究法向磨削 FN 。
建立磨削力 FN 的经验公式时 ,采用一元线性回 归法 。一元线性回归用来处理两个变量之间的线性 关系 。现以建立磨削力 FN —ap 的单项公式为例 。[6]
程序 ,可得磨削力 :
FN5 = CvsVzsFN = 751. 9Vs- 0. 750 ……………… (5)
如果改变 :ap02 = 0. 010mm ,Vw02 = 0. 900mΠmin ;改
变 Vs 取值 ,得到 :
FN6 = CvsVzsFN = 391. 5Vs- 0. 737 ……………… (6)
本文选用 40CrNiMoA 高强度钢进行磨削实验 。 通过改变磨削用量 ,研究平面磨削时磨削力的变化 规律 ,进一步探讨高强度材料的磨削机理 。 一 、试验内容
1 、试验原理 试验采用八角环测力装置 ,可同时测量磨削过 程中的法向磨削力 FN 及切向磨削力 Ft 。在具有弹 性的八角环上贴有电阻应变片 ,磨削时 ,应变片随弹 性环而变形 ,引起电阻值的变化 。通过转换 、放大和 记录 ,可直接测得 FN 与 Ft 。[4] 2 、测试框图
与 xFn2 = 0. 706 非常接近 。
经显著性检验 (r2 > r1 ) ,说明回归方程 (2) 比 (1)
更显著 。
3 、建立 FN = CvwVwyFN 的回归方程
选取 :Vs0 = 17. 5mΠs ;ap01 = 0. 020mm ;改变 Vw 取
值范围 ,得到一组对应的 FN 值 。运行计算机程序 ,
(4) 计算机辅助测量的理论 ,信号处理系统的标 准化模块化 ,兼容和集成 。例如 ,目前多数采用 ISA 总线 、IEEE488 口 ,今后计算机可能取消 ISA 总线 , 用于笔记本电脑的 USB 接口将广泛应用 。过去 ,我 国生产的仪器满足于数字显示 ,没有数据交换接口 , 不可能进入国际市场 , 外国生产的仪器普遍配备 IEEE488 ( GPIB) 口 。RS232 : 目前有可能成为替代物 的高性能标准是 USB , IEEE1394 ,VXI。在转折时机 为我们提供了机遇 。目前的虚拟仪器的工作频段在 千赫数量级 ,对于干涉信号处理显得太低 ,可以采取 联合互补的方法形成模块系列 ,同时降低成本 ,从总 体上提高科研工作的效率 。根据已有基础 ,发展特
2001 年第 2 期 (总第 146 期)
如果改变 :Vw02 = 1. 200mΠmin ,改变 ap 取值 ,得
到另一组相应的磨削力 ,求出 :
FN2 = Cap apxFn = 1450. 9ap0. 706 ………………… (2)
比较公式 (1) 和 (2) ,可以看出系数 xFN1 = 0. 696
图 1 测力装置及仪器接线示意图
3 、试验条件 试验机床 :MM7125 平面磨床 砂轮型号 : TL46ZRAP300 ×40 ×75 修整量 :粗修 0. 02mm ;精修 0. 01mm 试件尺寸 :33 ×33 ×20mm ; 热处理 :采用 850 ℃油淬 ,回火 575 ℃
(水或油) ,HRC35～38 ; σb = 1030NΠmm2 σ, s = 910NΠmm2 ; 主要仪器 :八角环测. 750
与 ZFN2 = - 0. 737 非常相近 。
经显著性检验 (r5 > r6 ) ,可知回归方程 (5) 比 (6)
更显著 。
5 、建立 FN 的经验公式
根据用单因素法建立的磨削力公式 :
公式 (2) : FN = C a ap pxFN = 1450. 9ap0. 706
Lyy = ∑y2i - ( ∑yi ) 2ΠN ; Lxy = ∑xi yi - ( ∑xi ) 3 ( ∑yi ) ΠN ; 则 :b = xFN = LxyΠLxx ; b0 = lgCap = ( ∑yi ) ΠN - b 3 ( ∑xi ) ΠN 显著性 :r = LxyΠ(Lxx3 Lyy) 1Π2 三 、计算机程序及运行 1 、计算机程序 (略) 2 、建立 FN1 = Cap apxFN 回归方程 试验中 ,选取 :Vs0 = 17. 5mΠs ;Vw01 = 0. 900mΠmin ; 改变 ap 取值范围 ,得到一组对应的 FN 值 。运行计 算机程序 ,可得法向磨削力公式 : FN1 = Cap apxFn = 1088. 4ap0. 696 ………………… (1)
40CrNiMoA 钢具有高的强度 、韧性和良好的淬 透性 ,又具有抗过热的稳定性 。[3] 一般制作强度高 、 塑性好的重要零部件 ,氮化处理后用来制作特殊性 能要求的重要零件 。如 :轴类 、齿轮紧固件等 。
近年来 ,由于高效磨削和高精度磨削 、研磨技术 的发展 ,磨削加工在总的机械加工中的比重日益增 加 ,特别是采用高速 、强力磨削后 ,磨削生产率成倍 增加 。可是有关高强度材料的磨削加工 ,国 、内外的 报道不多 。
与 yFN2 = 0. 460 非常相近 。
经显著性检验 (r3 > r4 ) ,可知回归方程 (3) 比 (4)
更显著 。
4 、建立 FN = CvsVzsFN 的回归方程
选取 : ap01 = 0. 020mm ,Vw01 = 1. 200mΠmin ; 改 变
Vs 取值范围 ,得到一组对应的 FN 值 。运行计算机
设 : FN = C a ap pxFN 令 :y = lgFN ,b0 = lgCap ,b = xFN ,x = lgap , 则相应的回归方程为 : Z = b0 + b 3 x 当自变量 x 取不同的值 xi (i 为实验次数 ,i = 1 , 2 ,3 ,4. . . ,N) ,则可得到相应的回归值 Zi 。回归值 Zi 与实测值 yi 之差刻划了 yi 与回归直线 Z = b0 + b 3 x 的偏离程度 。对于所有的 xi ,若回归值 Zi 与实 测值 yi 的偏离越小 ,则认为此直线与所有实验点拟 合得越好 ,全部实测值 yi 与回归值 Zi 的偏离 (或偏 差) 平方和 : Q = ∑(yi - Zi ) 2 = ∑[ yi - (b0 + b 3 x) ]2 刻划了全部观察值与回归直线的偏离程度 ,可 作为总的误差 。所谓最小二乘法 ,就是使偏离平方 和最小的一种确定 b0 和 b 的方法 ,因此 ,用最小二 乘法确定的直线 ,它和点 (xi ,yi ) 的偏离是一切直线 中最小的 ,而由上式可知 ,Q 是 b0 和 b 的二次函数 , 又是非负的 ,所以其极小值总是存在的 。根据极值 原理 ,可求出估计值 b0 和 b : 令 Lxx = ∑x2i - ( ∑xi ) 2ΠN ;
可得磨削力公式 :
FN3 = CvwVwyFN = 78. 6Vw0. 442 ………………… (3)
如果改变 : ap02 = 0. 010mm ,改变 Vw 取值 ,得到
另一组相应的磨削力 ,求出 :
FN4 = CvwVwyFN = 52. 8Vw0. 460 ………………… (4)
比较公式 (3) 和 (4) ,可以看出系数 yFN1 = 0. 442
(上接第 33 页)
序号
1 2 3 4
磨削用量
水平编码
磨削力实测值
ap
Vs
Vw
FN
b0
b1
b2
b3
lnFN
(mm)
(mΠs)
(mΠmin)
(N)
0. 010 0. 010 0. 020 0. 020
17. 500 35. 000 17. 500 35. 000