[发明专利]一种仿生肋状表面砂带磨削工艺及装置

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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；