CN 41-1243/TG ISSN 1006-852X

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微晶陶瓷刚玉砂轮对微电机转子轴的磨削性能评价

张毕生 吴耀 曲美娜

张毕生, 吴耀, 曲美娜. 微晶陶瓷刚玉砂轮对微电机转子轴的磨削性能评价[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2022, 42(5): 578-584. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5004
引用本文: 张毕生, 吴耀, 曲美娜. 微晶陶瓷刚玉砂轮对微电机转子轴的磨削性能评价[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2022, 42(5): 578-584. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5004
ZHANG Bisheng, WU Yao, QU Meina. Evaluation of grinding performance for micromotor rotor shaft by microcrystalline ceramic corundum grinding wheel[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2022, 42(5): 578-584. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5004
Citation: ZHANG Bisheng, WU Yao, QU Meina. Evaluation of grinding performance for micromotor rotor shaft by microcrystalline ceramic corundum grinding wheel[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2022, 42(5): 578-584. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5004

微晶陶瓷刚玉砂轮对微电机转子轴的磨削性能评价

doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5004
基金项目: 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验开放基金(32065010)。
详细信息
    作者简介:

    张毕生,男,1972年生。主要研究方向:汽车微电机轴生产工艺及设备以及智能制造相关工作。E-mail:Bisheng.zhang@cn.Bosch.com

    通讯作者:

    吴耀,男,1965年生,高级工程师。主要研究方向:高速超高速加工工艺及装备。E-mail:wu_yao_@126.com

  • 中图分类号: TG74;TG58;TH162

Evaluation of grinding performance for micromotor rotor shaft by microcrystalline ceramic corundum grinding wheel

  • 摘要: 针对目前微电机转子轴无心外圆磨过程中砂轮修整频繁的问题,采用微晶陶瓷刚玉砂轮替代传统刚玉砂轮磨削微电机转子轴。通过搭建平面磨削工艺平台,参考无心磨砂轮修整及其磨削加工参数,从磨削温度、工件表面粗糙度、表面微观形貌、磨削比等方面,对比分析微晶陶瓷刚玉砂轮与传统刚玉砂轮的磨削性能。结果表明:相对传统刚玉砂轮,微晶陶瓷刚玉砂轮不仅有效改善磨削温度(降低38.5%),提高工件表面加工质量(表面粗糙度降低78.6%),还具有较高的砂轮磨削比(提高2.2倍)。选用微晶陶瓷刚玉砂轮对微电机转子轴进行无心磨生产线验证,结果表明:微电机转子轴无心磨样件的各项检测结果均满足实际生产指标要求,且较传统刚玉砂轮延长了1.6倍的修整周期,在提高加工质量的同时,显著提高了生产效率。

     

  • 图  1  磨削加工平台

    Figure  1.  Grinding platform

    图  2  磨削温度

    Figure  2.  Grinding temperature

    图  3  表面粗糙度

    Figure  3.  Surface roughness

    图  4  工件表面微观形貌

    Figure  4.  Surface morphology of workpiece

    图  5  磨削比

    Figure  5.  Grinding ratio

    图  6  刚玉砂轮形貌

    Figure  6.  Topography of corundum grinding wheel

    图  7  刚玉砂轮的磨损形式对比

    Figure  7.  Comparison of wear forms of corundum grinding wheel

    图  8  微电机转子轴无心磨削加工平台

    Figure  8.  Centerless grinding platform of micromotor rotor shaft

    表  1  SWCH45K的化学成分

    Table  1.   Chemical composition of SWCH45K

    化学成分质量分数 ω / %
    Fe69.3
    C26.8
    O2.7
    Mn0.5
    Br0.4
    Co0.3
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    表  2  磨削工艺参数

    Table  2.   Grinding parameters

    方式参数取值

    砂轮修整
    砂轮线速度 vsx /(m·s−132
    单次磨削深度 apx / mm0.05
    轴向进给速度 vwx /(mm·s−12.5

    磨削加工
    工件进给速度 vw /(mm·s−1200
    砂轮线速度 vs /(m·s−132
    单次磨削深度 ap / mm0.01
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    表  3  无心外圆磨削加工参数

    Table  3.   Parameters of centerless cylindrical grinding

    参数取值
    砂轮线速度 vs1 / (m·s−1)32
    导轮速度 v / (r·min−1)70
    工件进给速度 vw1 / (mm·s−1)50
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    表  4  无心外圆磨削加工检测结果

    Table  4.   Results of centerless cylindrical grinding

    参数指标检测结果
    表面粗糙度 Rz / μm0.5~2.00.5~2.0
    圆度 R0 / mm0.002 0≤0.000 6
    圆度 RFFT / mm≤0.2≤0.1
    直径 ɸ / mm7.986~7.9947.986~7.994
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  • [1] 牒正文. 微电机在电子器械、家电和汽车中的应用 [J]. 微电机,2005,38(1):76-79. doi: 10.3969/j.issn.1001-6848.2005.01.025

    DIE Zhengwen. Application of micromotor in electronic devices, household appliances and automobiles [J]. Micromotor,2005,38(1):76-79. doi: 10.3969/j.issn.1001-6848.2005.01.025
    [2] 韩少军, 白俊江, 张丙伟, 等. 微电机轴球面成型加工方法的探讨 [J]. 机床与液压,2011,39(4):40-42. doi: 10.3969/j.issn.1001-3881.2011.04.010

    HAN Shaojun, BAI Junjiang, ZHANG Bingwei, et al. Analysis of method for processing spherical surface of micromotor shaft [J]. Machine Tool & Hydraulics,2011,39(4):40-42. doi: 10.3969/j.issn.1001-3881.2011.04.010
    [3] 王世旺, 谭曼华, 彭斌. 基于汽车微电机转子轴装配技术的研究 [J]. 微特电机,2021,49(2):56-59. doi: 10.3969/j.issn.1004-7018.2021.02.014

    WANG Shiwang, TAN Manhua, PENG Bin. Research based on the assembly technology of automotive micro-motor armature shaft [J]. Small & Special Electrical Machines,2021,49(2):56-59. doi: 10.3969/j.issn.1004-7018.2021.02.014
    [4] 高潮. 微电机出口市场巨大 [J]. 中国对外贸易,2005(4):66-68.

    GAO Chao. Huge export market of micromotor shaft [J]. China's Foreign Trade,2005(4):66-68.
    [5] 崔奇, 丁辉, 程凯. 高精度无心磨削圆度保证和成圆过程解析 [J]. 机床与液压,2014(11):46-49. doi: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.11.012

    CUI Qi, DING Hui, CHENG Kai. Analytical investigation on roundness assurance and rounding processin high precision centreless grinding [J]. Machine Tool & Hydraulics,2014(11):46-49. doi: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.11.012
    [6] 胡忠辉, 袁哲俊, 姚智慧, 等. 砂轮磨损对磨削表面层质量的影响及有关问题的进一步研究 [J]. 哈尔滨工业大学学报,1988(5):83-88.

    HU Zhonghui, YUAN Zhejun, YAO Zhihui, et al. Further study on the influence of grinding wheel wear on the quality of grinding surface layer and related problems [J]. Journal of Harbin Institute of Technology,1988(5):83-88.
    [7] 徐三魁, 赵建昌, 邹文俊. 超微晶刚玉磨料的生产技术及应用 [J]. 金刚石与磨料磨具工程,2007(2):69-72. doi: 10.3969/j.issn.1006-852X.2007.02.022

    XU Sankui, ZHAO Jianchang, ZOU Wenjun. Preparation and application of ultrafine corundum abrasive grains [J]. Diamond & Abrasives Engineering,2007(2):69-72. doi: 10.3969/j.issn.1006-852X.2007.02.022
    [8] 何坚, 余杰, 戴晨伟, 等. 微晶刚玉砂轮缓进给磨削镍基高温合金GH4169及花键研究 [J]. 金刚石与磨料磨具工程,2016,36(5):26-31. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2016.5.0005

    HE Jian, YU Jie, DAI Chenwei, et al. Creep-feed grinding of nickel-based superalloy GH4169 spline using micro-crystalline alumina wheels [J]. Diamond Abrasives & Engineering,2016,36(5):26-31. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2016.5.0005
    [9] 曹克, 董志刚, 康仁科, 等. 微晶刚玉砂轮磨削钛合金TC17磨削力研究 [J]. 金刚石与磨料磨具工程,2016,36(5):1-7. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2016.5.0001

    CAO Ke, DONG Zhigang, KANG Renke, et al. Research on grinding force of titanium alloy TC17 with microcrystalline alumina grinding wheel [J]. Diamond Abrasives & Engineering,2016,36(5):1-7. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2016.5.0001
    [10] 刘谦, 杨理钧, 田欣利, 等. 基于微晶刚玉砂轮的20CrMnTi齿轮成型磨削表面完整性 [J]. 工程科学学报,2018,40(3):357-365.

    LIU Qian, YANG Liyun, TIAN Xinli, et al. Surface integrity of form grinding 20CrMnTi gear based corundum wheel on a new microcrystalline [J]. Chinese Journal of Engineering,2018,40(3):357-365.
    [11] 王龙, 田欣利, 刘谦, 等. 微晶刚玉砂轮成形磨齿的试验研究 [J]. 制造技术与机床,2018(1):86-89.

    WANG Long, TIAN Xinli, LIU Qian, et al. Experimental study on the form grinding of gear with micro crystal corundum grinding wheel [J]. Manufacturing Technology & Machine Tool,2018(1):86-89.
    [12] YANG L J, WANG L, LIU Q, et al. Grinding performance of a new micro-crystalline corundum wheel when form-grinding automobile gears [J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2018,96(5/6):857-870.
    [13] 任敬心, 华定安. 磨削原理 [M]. 北京: 电子工业出版社, 2011.

    REN Jingxin, HUA Dingan. Grinding principle [M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2011.
    [14] JIN T, STEPHENSON D J. Analysis of grinding chip temperature and energy partitioning in high efficiency deep grinding [J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture,2006,220(5):615-625. doi: 10.1243/09544054JEM389
    [15] 李文学, 李志宏, 朱玉梅, 等. 烧结温度对陶瓷刚玉磨料性能的影响 [J]. 金刚石与磨料磨具工程,2007,161(5):68-70. doi: 10.3969/j.issn.1006-852X.2007.05.018

    LI Wenxue, LI Zhihong, ZHU Yumei, et al. Effect of sintering temperature on microstructure and mechanical property of ceramic corundum abrasives [J]. Diamond & Abrasives Engineering,2007,161(5):68-70. doi: 10.3969/j.issn.1006-852X.2007.05.018
    [16] 张国石, 朱玉梅, 李志宏. 制备工艺对新型陶瓷刚玉磨料显微结构的影响 [J]. 金刚石与磨料磨具工程,2008(3):55-57. doi: 10.3969/j.issn.1006-852X.2008.03.013

    ZHANG Guoshi, ZHU Yumei, LI Zhihong. Effect of preparation techniques on microstructure of new ceramic corundum abrasives [J]. Diamond & Abrasives Engineering,2008(3):55-57. doi: 10.3969/j.issn.1006-852X.2008.03.013
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-11-25
  • 修回日期:  2022-03-20
  • 录用日期:  2022-03-21
  • 刊出日期:  2022-10-10

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