一种仿生肋状表面砂带磨削工艺及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种仿生肋状表面砂带磨削工艺及装置，其中工艺包括以下步骤：步骤S1：安装砂带磨头和工件；步骤S2：将砂带磨头的轴向摆动至与工件的预设肋状纹路的延伸方向之间的夹角调整为预设角度；步骤S3：调整砂带磨头的转动速度为预设转速，并按照进给砂带磨头或工件；步骤S4：当砂带磨头或工件进给预设距离后，控制砂带磨头或工件停止移动，并控制砂带磨头自转预设角度并平移预设位移；步骤S5：开启下一行程。本申请所提供的仿生肋状表面砂带磨削工艺，避免了现有技术中加工时砂带必须高速转动的传统工艺限制，得到了纹理连续不断的仿生肋状表面，大大提高了工件的气流减阻、气流减阻、降噪、抗摩擦磨损、抗疲劳、抗高温等能力。

A Bionic Rib Surface Abrasive Belt Grinding Technology and Device

This application discloses a bionic ribbed surface abrasive belt grinding process and device, which includes the following steps: installing the abrasive belt grinding head and workpiece; 2: adjusting the angle between the axial swing of the abrasive belt grinding head and the extension direction of the workpiece's preset ribbed grain to the preset angle; and 2) adjusting the rotating speed of the abrasive belt grinding head to the preset speed and proceeding according to the preset speed. Give abrasive belt grinding head or workpiece; (4) When the abrasive belt grinding head or workpiece feeds the preset distance, control the abrasive belt grinding head or workpiece to stop moving, and control the preset angle of the abrasive belt grinding head rotation and shift the preset displacement; (5) Open the next journey. The bionic ribbed surface abrasive belt grinding technology provided in this application avoids the traditional technology restriction that the belt must rotate at high speed in the processing of the existing technology, and obtains the bionic ribbed surface with continuous texture, which greatly improves the air drag reduction, air drag reduction, noise reduction, friction and wear resistance, fatigue resistance and high temperature resistance of the workpiece.

【技术实现步骤摘要】
一种仿生肋状表面砂带磨削工艺及装置
本申请涉及砂带磨削领域，特别是涉及一种仿生肋状表面砂带磨削工艺及装置。
技术介绍
砂带磨削技术是利用进行磨削运动的砂带作为磨具对被加工物表面进行研磨抛光的技术。砂带磨削表面会形成纹理，而纹理的状态与工件的性能有着重大的关系。鲁翰敏等研究了具有不同多尺度特征的点磨削表面纹理试件表面形貌对其功能参数的影响规律并在油润滑和干摩擦两种情况下对试件进行表面摩擦学特性实验，分析后得到了多尺度点磨削表面形貌对表面摩擦学特性的影响规律。温嘉旺研究了多尺度点磨削表面形貌预测方法，并研究了不同纹理方向和磨削深度对试件表面摩擦磨损性能的影响。杜迎慧和张凯娟基于有限元仿真建模研究了磨削纹理对40Cr的摩擦学特性和润滑油匹配性的影响，发现了表面纹理方向通过改变油膜的连续程度和固体间接触的阻碍作用来实现对摩擦因数的改变。工件的疲劳寿命是指在循环加载条件下，工件产生疲劳破坏所需的应力或应变循环的次数或者时间。疲劳寿命的提高与工件的表面纹理、粗糙度、残余应力等表面完整性特征参数有着重大的关系。疲劳寿命是工件重要的质量参数，提高疲劳寿命就意味着能够工件使用寿命的增加，对于厂家来说就意味着成本的降低。因此大量的学者在这一领域进行了研究，试着提升工件的疲劳寿命。为了提高工件的疲劳寿命，业内学者们做了大量的工作。广西大学的李小周和黄华梁发现，在45号钢材料的齿轮表面电沉积Ni-P-Co合金层，并将其加热到450℃并保温1个小时之后于空气中冷却，可以提高其接触疲劳强度约1.5倍。黄志超和管昌海等选取实验得出的相对较优的喷丸工艺，对轻量化设计的汽车扭力梁后桥横梁进行喷丸强化并对喷丸前后的扭力梁后桥分别进行弯曲、扭转疲劳实验，研究了喷丸强化对扭力梁后桥横梁处弯曲、扭转疲劳特性的影响。发现喷丸强化能够明显提高扭力梁后桥的疲劳寿命，尤其是扭转疲劳寿命，在S＝±30mm、S＝±40mm两种位移负荷水平下，喷丸强化扭力梁疲劳寿命分别为未强化试样的2倍和4倍。综合以上的研究现状，可以看出目前对磨削表面的纹理研究的关注点大都集中在表面纹理的摩擦学特性方面，对于肋状纹理的抗疲劳作用关注不够。同时可以看到目前常用的抗疲劳工艺通常都是集中在减少工件表面缺陷，抑制疲劳裂纹的产生方面。但是这样的技术对于工业生产来说会提高工艺要求，导致加工工序复杂化，加工成本上升，在推广上有一定的短板。因此，如何有效提高工件表面的抗疲劳能力，满足使用需求，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。申请内容本申请的目的是提供一种仿生肋状表面砂带磨削工艺及装置，用于简化加工工序，降低加工成本，提高产品质量。为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种仿生肋状表面砂带磨削工艺，包括以下步骤：步骤S1：安装砂带磨头和工件；步骤S2：将所述砂带磨头的轴向摆动至与所述工件的预设肋状纹路的延伸方向之间的夹角调整为预设角度；步骤S3：调整所述砂带磨头的转动速度为预设转速，并按照进给所述砂带磨头或所述工件；步骤S4：当所述砂带磨头或所述工件进给预设距离后，控制所述砂带磨头或所述工件停止移动，并控制所述砂带磨头自转预设角度并平移预设位移；步骤S5：再次调整所述砂带磨头的转动速度为预设转速，并按照预设肋状纹路的延伸方向进给所述砂带磨头或所述工件，以开启下一行程。优选的，当工件的磨削表面为外圆面或者小曲率表面时，则安装所述砂带磨头的轴向与所述工件的轴向垂直的方式安装所述砂带磨头。优选的，当工件的磨削表面为平面或者大曲率表面，则安装所述砂带磨头的轴向与所述工件的预设肋状纹路的延伸方向垂直的方式安装所述砂带磨头。优选的，所述步骤S4中的所述预设位移为所述砂带磨头宽度的三人之一至三分之二。优选的，所述步骤S4中的所述预设距离为所述预设肋状纹路的往返行程。优选的，所述工件为钛合金棒材，所述钛合金棒材的直径为10～20mm，长度为80～120mm。优选的，所述步骤S2中的预设角度为90°，所述步骤S3中的预设转速为0～10mm/s，所述步骤S4中的预设距离为0～1000mm，预设位移为0～15mm。一种仿生肋状表面砂带磨削装置，包括磨削机、砂带磨头以及用于安装所述砂带磨头并带动所述砂带磨头摆动的夹头，所述夹头安装在所述磨削机上，所述砂带磨头包括圆柱形磨头和缠绕在所述磨头上的砂带，所述砂带与所述磨头可在磨削加工时相对位置固定，并且，所述砂带可相对于所述磨头滑动以改变所述砂带的磨削位置。优选的，所述磨削机上还安装有用于带动所述砂带磨头进给预设距离或平移距离的移动部件。优选的，所述磨削机上还安装有用于带动所述夹头摆动以控制所述砂带磨头摆动的驱动部件。本申请所提供的仿生肋状表面砂带磨削工艺，包括以下步骤：步骤S1：安装砂带磨头和工件；步骤S2：将所述砂带磨头的轴向摆动至与所述工件的预设肋状纹路的延伸方向之间的夹角调整为预设角度；步骤S3：调整所述砂带磨头的转动速度为预设转速，并按照进给所述砂带磨头或所述工件；步骤S4：当所述砂带磨头或所述工件进给预设距离后，控制所述砂带磨头或所述工件停止移动，并控制所述砂带磨头自转预设角度并平移预设位移；步骤S5：再次调整所述砂带磨头的转动速度为预设转速，并按照预设肋状纹路的延伸方向进给所述砂带磨头或所述工件，以开启下一行程。本申请所提供的仿生肋状表面砂带磨削工艺，避免了现有技术中加工时砂带必须高速转动的传统工艺限制，得到了纹理连续不断的仿生肋状表面，大大提高了工件的气流减阻、气流减阻、降噪、抗摩擦磨损、抗疲劳、抗高温等能力。本申请所提供的仿生肋状表面砂带磨削装置，包括磨削机、砂带磨头以及用于安装所述砂带磨头并带动所述砂带磨头摆动的夹头，所述夹头安装在所述磨削机上，所述砂带磨头包括圆柱形磨头和缠绕在所述磨头上的砂带，所述砂带与所述磨头可在磨削加工时相对位置固定，并且，所述砂带可相对于所述磨头滑动以改变所述砂带的磨削位置。本申请所提供的仿生肋状表面砂带磨削装置利用所述夹头对所述砂带磨头的摆动控制，改变砂带磨头与工件之间的夹角，通过砂带零转动磨削，避免了现有技术中加工时砂带必须高速转动的传统工艺限制，得到了纹理连续不断的仿生肋状表面。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请所提供的仿生肋状表面砂带磨削工艺的流程图；图2为本申请所提供的仿生肋状表面砂带磨削装置磨削外圆或小曲率面的示意图；图3为本申请所提供的仿生肋状表面砂带磨削装置磨削平面或者大曲率面的示意图；图4为本申请所提供的仿生肋状表面砂带磨削装置加工而成的三种形式的三角形肋状结构微观示意图；图5为本申请所提供的仿生肋状表面砂带磨削装置加工而成的三种形式的梯形肋状结构微观示意图；图6为本申请所提供的仿生肋状表面砂带磨削装置加工而成的三种形式的圆弧形肋状结构微观示意图；其中：1砂带，2砂带轮，3平板或大曲率面工件，4圆柱或小曲率面工件，5峰，6谷。具体实施方式本申请的核心是提供一种仿生肋状表面砂带磨削工艺及装置，用于简化加工工序，降低加工成本，提高产品质量。为了使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生肋状表面砂带磨削工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：安装砂带磨头和工件；步骤S2：将所述砂带磨头的轴向摆动至与所述工件的预设肋状纹路的延伸方向之间的夹角调整为预设角度；步骤S3：调整所述砂带磨头的转动速度为预设转速，并按照进给所述砂带磨头或所述工件；步骤S4：当所述砂带磨头或所述工件进给预设距离后，控制所述砂带磨头或所述工件停止移动，并控制所述砂带磨头自转预设角度并平移预设位移；步骤S5：再次调整所述砂带磨头的转动速度为预设转速，并按照预设肋状纹路的延伸方向进给所述砂带磨头或所述工件，以开启下一行程。

【技术特征摘要】
1.一种仿生肋状表面砂带磨削工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：安装砂带磨头和工件；步骤S2：将所述砂带磨头的轴向摆动至与所述工件的预设肋状纹路的延伸方向之间的夹角调整为预设角度；步骤S3：调整所述砂带磨头的转动速度为预设转速，并按照进给所述砂带磨头或所述工件；步骤S4：当所述砂带磨头或所述工件进给预设距离后，控制所述砂带磨头或所述工件停止移动，并控制所述砂带磨头自转预设角度并平移预设位移；步骤S5：再次调整所述砂带磨头的转动速度为预设转速，并按照预设肋状纹路的延伸方向进给所述砂带磨头或所述工件，以开启下一行程。2.根据权利要求1所述的仿生肋状表面砂带磨削工艺，其特征在于，当工件的磨削表面为外圆面或者小曲率表面时，则安装所述砂带磨头的轴向与所述工件的轴向垂直的方式安装所述砂带磨头。3.根据权利要求1所述的仿生肋状表面砂带磨削工艺，其特征在于，当工件的磨削表面为平面或者大曲率表面，则安装所述砂带磨头的轴向与所述工件的预设肋状纹路的延伸方向垂直的方式安装所述砂带磨头。4.根据权利要求1至3任意一项所述的仿生肋状表面砂带磨削工艺，其特征在于，所述步骤S4中的所述预设位移为所述砂带磨头宽度的三人之一至三分之二。5.根据权利要求1至3任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖贵坚，黄云，李平，刘颖，代文韬，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50