[發明專利]一種仿生肋狀表面砂帶磨削工藝及裝置

有效

• 申請號: 201811375921.0
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109397034B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 肖貴堅;黃云;李平;劉穎;代文韜
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B24B21/00
• 分類號: B24B21/00;B24B21/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本申請公開了一種仿生肋狀表面砂帶磨削工藝及裝置，其中工藝包括以下步驟：步驟S1：安裝砂帶磨頭和工件；步驟S2：將砂帶磨頭的軸向擺動至與工件的預設肋狀紋路的延伸方向之間的夾角調整為預設角度；步驟S3：調整砂帶磨頭的轉動速度為預設轉速，并按照進給砂帶磨頭或工件；步驟S4：當砂帶磨頭或工件進給預設距離后，控制砂帶磨頭或工件停止移動，并控制砂帶磨頭自轉預設角度并平移預設位移；步驟S5：開啟下一行程。本申請所提供的仿生肋狀表面砂帶磨削工藝，避免了現有技術中加工時砂帶必須高速轉動的傳統工藝限制，得到了紋理連續不斷的仿生肋狀表面，大大提高了工件的氣流減阻、氣流減阻、降噪、抗摩擦磨損、抗疲勞、抗高溫等能力。

技術領域

本申請涉及砂帶磨削領域，特別是涉及一種仿生肋狀表面砂帶磨削工藝及裝置。

背景技術

砂帶磨削技術是利用進行磨削運動的砂帶作為磨具對被加工物表面進行研磨拋光的技術。砂帶磨削表面會形成紋理，而紋理的狀態與工件的性能有著重大的關系。魯翰敏等研究了具有不同多尺度特征的點磨削表面紋理試件表面形貌對其功能參數的影響規律并在油潤滑和干摩擦兩種情況下對試件進行表面摩擦學特性實驗，分析后得到了多尺度點磨削表面形貌對表面摩擦學特性的影響規律。溫嘉旺研究了多尺度點磨削表面形貌預測方法，并研究了不同紋理方向和磨削深度對試件表面摩擦磨損性能的影響。杜迎慧和張凱娟基于有限元仿真建模研究了磨削紋理對40Cr的摩擦學特性和潤滑油匹配性的影響，發現了表面紋理方向通過改變油膜的連續程度和固體間接觸的阻礙作用來實現對摩擦因數的改變。

工件的疲勞壽命是指在循環加載條件下，工件產生疲勞破壞所需的應力或應變循環的次數或者時間。疲勞壽命的提高與工件的表面紋理、粗糙度、殘余應力等表面完整性特征參數有著重大的關系。疲勞壽命是工件重要的質量參數，提高疲勞壽命就意味著能夠工件使用壽命的增加，對于廠家來說就意味著成本的降低。因此大量的學者在這一領域進行了研究，試著提升工件的疲勞壽命。

為了提高工件的疲勞壽命，業內學者們做了大量的工作。廣西大學的李小周和黃華梁發現，在45號鋼材料的齒輪表面電沉積Ni-P-Co合金層，并將其加熱到450℃并保溫1個小時之后于空氣中冷卻，可以提高其接觸疲勞強度約1.5倍。黃志超和管昌海等選取實驗得出的相對較優的噴丸工藝，對輕量化設計的汽車扭力梁后橋橫梁進行噴丸強化并對噴丸前后的扭力梁后橋分別進行彎曲、扭轉疲勞實驗，研究了噴丸強化對扭力梁后橋橫梁處彎曲、扭轉疲勞特性的影響。發現噴丸強化能夠明顯提高扭力梁后橋的疲勞壽命，尤其是扭轉疲勞壽命，在S＝±30mm、S＝±40mm兩種位移負荷水平下，噴丸強化扭力梁疲勞壽命分別為未強化試樣的2倍和4倍。

綜合以上的研究現狀，可以看出目前對磨削表面的紋理研究的關注點大都集中在表面紋理的摩擦學特性方面，對于肋狀紋理的抗疲勞作用關注不夠。同時可以看到目前常用的抗疲勞工藝通常都是集中在減少工件表面缺陷，抑制疲勞裂紋的產生方面。但是這樣的技術對于工業生產來說會提高工藝要求，導致加工工序復雜化，加工成本上升，在推廣上有一定的短板。

因此，如何有效提高工件表面的抗疲勞能力，滿足使用需求，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

申請內容

本申請的目的是提供一種仿生肋狀表面砂帶磨削工藝及裝置，用于簡化加工工序，降低加工成本，提高產品質量。

為實現上述目的，本申請提供如下技術方案：

一種仿生肋狀表面砂帶磨削工藝，包括以下步驟：

步驟S1：安裝砂帶磨頭和工件；

步驟S2：將所述砂帶磨頭的軸向擺動至與所述工件的預設肋狀紋路的延伸方向之間的夾角調整為預設角度；

步驟S3：調整所述砂帶磨頭的轉動速度為預設轉速，并按照進給所述砂帶磨頭或所述工件；