·358· 工程科学学报，第40卷，第3期 20 CrMnTi是一种典型的难加工材料，因具有优 控制渗碳量及控制奥氏体的晶粒度和残余奥氏体来 良的高温强度、热稳定性及抗热疲劳性被广泛应用 防止磨削裂纹的方法.周涛对20 CrMnTi的成型 于农业、汽车、船舶与航天工业中，主要用于机械传 磨削开展了试验与仿真研究，仿真计算得出成型磨 动齿轮部件口.为满足传动齿轮准确、高效及使用 削20 CrMnTi的磨削力经验公式和磨削温度场，并进 寿命长的要求，在精加工中采用成型磨削法，作为精 行了试验验证，在防止磨削烧伤的前提下优选工艺 密齿轮制造工艺的最后环节.其磨削表面完整性决 参数，但是并未对表面完整性进行深入研究. 定了零件的服役性能和寿命.因此开展20 CrMnTi 上述研究大多针对20 CrMnTi磨削过程量的变化 齿轮钢的磨削表面完整性研究意义重大.针对 规律，或者仅对于磨削加工表面完整性的某一方面或 20 CrMnTi淬硬齿轮钢的加工特点，众多学者在磨削 者几个方面进行了研究，缺乏对表面完整性系统的阐 工艺方面做了积极的研究. 述.本文对于磨削表面完整性进行了全面系统的试验 顾珅珅等)开展了单层钎焊超硬立方氮化硼 研究：深入研究了磨削参数对20 CrMnTi成型磨削加工 轮磨削渗碳淬硬20 CrMnTi的试验，研究了磨削参数 表面完整性的影响，并且对磨削引起的微损伤进行检 对磨削力、磨削比能与磨削温度影响，以低应力磨削 测和机理分析，从而为磨削工艺参数的优化提供指导. 为目标结合表面粗糙度、显微硬度和金相组织的特 1试验准备 征优选磨削工艺，获得了实现低应力磨削的参考工 艺：50ms-1≤砂轮线速度≤100ms-1,3mmin≤ 1.1试验过程 进给速度≤9m·min-',进给量为l0um.郭天官 在北京机电研究院生产的BV-75立式加工中 针对20 CrMnTi磨削过程中过高的热量容易导致磨 心上建立微晶砂轮单齿面成型磨削试验系统，磨削 削裂纹的问题，提出了采用等温正火代替常规正火、 方式为逆磨，采用水基乳化液冷却，如图1所示.微 (a) 径向进给量a 主轴 砂轮夹具 PC数据采集 与处理 中 试验用砂轮 砂轮线速度D, 齿轮夹具 三相测力仪 电荷放大器 KISTLER 9275B KISTLER 5070B 加工中心工作台 ⑧⊙轴向进给速度”， 主轴控制器 冷却系统 齿轮 新型微品 刚玉砂轮 平口钳 KISTLER测力仪 图1磨齿试验系统.(a)系统模型图：(b)装置图 Fig.1 Experimental system of gear grinding:(a)model:(b)experimental device工程科学学报，第 40 卷，第 3 期 20CrMnTi 是一种典型的难加工材料，因具有优 良的高温强度、热稳定性及抗热疲劳性被广泛应用 于农业、汽车、船舶与航天工业中，主要用于机械传 动齿轮部件［1］． 为满足传动齿轮准确、高效及使用 寿命长的要求，在精加工中采用成型磨削法，作为精 密齿轮制造工艺的最后环节． 其磨削表面完整性决 定了零件的服役性能和寿命． 因此开展 20CrMnTi 齿轮钢的磨削表面完整性研究意义重大． 针 对 20CrMnTi 淬硬齿轮钢的加工特点，众多学者在磨削 工艺方面做了积极的研究． 图 1 磨齿试验系统． ( a) 系统模型图; ( b) 装置图 Fig． 1 Experimental system of gear grinding: ( a) model; ( b) experimental device 顾珅珅等［2--3］开展了单层钎焊超硬立方氮化硼 轮磨削渗碳淬硬 20CrMnTi 的试验，研究了磨削参数 对磨削力、磨削比能与磨削温度影响，以低应力磨削 为目标结合表面粗糙度、显微硬度和金相组织的特 征优选磨削工艺，获得了实现低应力磨削的参考工 艺: 50 m·s － 1≤砂轮线速度≤100 m·s － 1，3 m·min － 1≤ 进给速度≤9 m·min － 1，进给量为 10 μm． 郭天官［4］ 针对 20CrMnTi 磨削过程中过高的热量容易导致磨 削裂纹的问题，提出了采用等温正火代替常规正火、 控制渗碳量及控制奥氏体的晶粒度和残余奥氏体来 防止磨削裂纹的方法． 周涛［5］对 20CrMnTi 的成型 磨削开展了试验与仿真研究，仿真计算得出成型磨 削 20CrMnTi 的磨削力经验公式和磨削温度场，并进 行了试验验证，在防止磨削烧伤的前提下优选工艺 参数，但是并未对表面完整性进行深入研究． 上述研究大多针对 20CrMnTi 磨削过程量的变化 规律，或者仅对于磨削加工表面完整性的某一方面或 者几个方面进行了研究，缺乏对表面完整性系统的阐 述． 本文对于磨削表面完整性进行了全面系统的试验 研究: 深入研究了磨削参数对 20CrMnTi 成型磨削加工 表面完整性的影响，并且对磨削引起的微损伤进行检 测和机理分析，从而为磨削工艺参数的优化提供指导． 1 试验准备 1. 1 试验过程 在北京机电研究院生产的 BV--75 立式加工中 心上建立微晶砂轮单齿面成型磨削试验系统，磨削 方式为逆磨，采用水基乳化液冷却，如图 1 所示． 微 · 853 ·