6080国产午夜精品_久久久久国产一级毛片高毛片a级_日本中文成人在线播放_五月天综合色A天堂_欧美日韩MV在线XX_两性色午夜视频成熟的女人_韩国毛片免费播放_baby直播看片下载_亚洲AV无码专区国产乱码波多野_波多野结衣中文字幕系列

磁彈法：檢查零部件表面磨削燒傷的新方法 

磨削燒傷及其常用檢查方法

    在機械類(lèi)產(chǎn)品中，很多重要零部件如軸承、齒輪、曲軸、凸輪軸、活塞銷(xiāo)和萬(wàn)向節等，在熱處理之后均需經(jīng)過(guò)磨削加工。相比之下，磨削時(shí)單位切削面積上的功率消耗遠遠超過(guò)其它加工方法，所轉化熱量的大部分會(huì )進(jìn)入工件表面，因此容易引起加工面金相組織的變化。在工藝參數、冷卻方法和磨料狀態(tài)選擇不當的情況下，工件在磨削過(guò)程中極易出現相當深的金相組織變化層(即回火層)，并伴隨出現很大的表面殘余應力，甚至導致出現裂紋，這就是所謂的磨削燒傷問(wèn)題。
零部件的表面層燒傷將使產(chǎn)品性能和壽命大幅度地下降，甚至根本不能使用，造成嚴重的質(zhì)量問(wèn)題。為此，生產(chǎn)企業(yè)一方面通過(guò)執行正確、科學(xué)的工藝規范，減輕和避免出現磨削燒傷現象；另一方面，加強對零部件的檢驗，及時(shí)發(fā)現不合格工件，并判斷正在進(jìn)行的磨削工藝狀況。
    但長(cháng)期以來(lái)，對工件表面磨削燒傷的檢驗，除了最簡(jiǎn)單的目測法外，就是采用已延續多年的傳統方法——酸洗法，即在被檢零部件表面涂上酸液或將其浸入盛有按規定配制的酸液槽中。之后(或在把工件取出后)，根據表面呈現的不同顏色，對磨削燒傷的程度作出相應的判斷。一般地說(shuō)，若色澤沒(méi)有變化，就表明情況正常；而當顏色變成灰色，則說(shuō)明已有燒傷情況存在，隨著(zhù)色澤變得越來(lái)越深，表示工件表面因溫度更高，引起的磨削燒傷更為嚴重。
傳統檢查方法雖然簡(jiǎn)單易行，但有著(zhù)很大的局限性，主要是工件表面經(jīng)酸液浸蝕，即使為無(wú)問(wèn)題的零部件，也不能再予以使用。傳統方法執行的實(shí)際上是一種破壞性檢查。
從以上描述可知，酸洗法本質(zhì)上屬于定性檢查，難以對磨損燒傷程度做出定量的說(shuō)明。
鑒于上面兩點(diǎn)，采取傳統方法時(shí)，只能采用抽檢的方式，且樣本很小，欲對所執行的工藝過(guò)程作出較確切的評價(jià)并予以改進(jìn)是很困難的。
    理論表明，酸洗法檢驗只能反映因金相組織結構變化引起的硬度下降這種情況，對于工件表面存在的殘余應力則無(wú)法反映，放在全面揭示磨削燒傷的程度上顯得不足。
另一方面，由于使用了酸液，企業(yè)增加了消除環(huán)境污染的負擔；傳統檢查方法的規范化可靠性水平較低，更難以制定可操作性強的評定標準。

一種新穎、高效的磨削燒傷檢測方法——磁彈法

工作原理
    磁彈法即BN法(BarkhansenNoise Method)，是以1919年發(fā)現的物理學(xué)Barkhansen效應為基礎開(kāi)發(fā)的一種測試方法，它能有效地對磨削燒傷進(jìn)行測試。近年來(lái)，利用磁彈法研制的測試儀器已在零部件表面磨削燒傷檢測中逐步得到應用，并充分顯現出優(yōu)越性。

(a) (b) 
1 BN法檢測儀器工作原理示意圖
    眾所周知，出現磨削燒傷的那些零部件，主要由鐵磁性材料制成。在正常情況下，其磁序(體現在多晶體的磁疇結構里)呈有規則的排列。但如前所述，磨削燒傷后產(chǎn)生的金相組織變化及可能出現的很大殘余應力都將引起磁疇結構內的磁序變化。Barkhansen效應指出，矯頑(磁)力，即改變被顛倒極性所需要的磁場(chǎng)強度是與鐵磁性材料晶格結構錯位和殘余應力等的程度有關(guān)的。利用BN法探測被檢零部件表面磨削燒傷的機理就在于此。圖1是在BN法基礎上開(kāi)發(fā)的檢測儀器的工作原理示意圖。
    圖1a中，“門(mén)”形電感線(xiàn)圈形成的磁場(chǎng)在被測鋼件中所產(chǎn)生的效應取決于工件表面磨削燒傷的實(shí)際狀況，而由此在工件周?chē)纬傻拇艌?chǎng)又會(huì )使測頭在測試區域的感應線(xiàn)圈中產(chǎn)生相應的電信號，而這一信號直接與工件磨削燒傷的程度有關(guān)。圖1b是據此研制的測試儀器的組成框圖，箭頭反映了整個(gè)工作過(guò)程：由電感線(xiàn)圈引起相應的作用磁場(chǎng)，通過(guò)被檢工件，進(jìn)而在傳感頭中產(chǎn)生對應的檢測信號(稱(chēng)為B信號)，該B信號經(jīng)過(guò)放大和濾波等處理環(huán)節，最后被顯示和輸出。

(a)幅值－硬度圖 b)幅值－應力圖
    圖2 BN法檢測儀器能夠敏感反映出磨削燒傷的硬度及殘余應力變化

    磨削燒傷的物理表現主要是因表面金相組織結構變化產(chǎn)生回火層所引起的硬度下降，以及在表面出現的殘余應力(拉應力)。圖1所示的檢測儀器對它們都能作出敏感的反映(見(jiàn)圖2)。圖2a中的橫坐標表示硬度值Rc，而縱坐標表示輸出的B信號幅值。隨著(zhù)被檢工件表面硬度值Rc由高向低變化，檢測儀器輸出的相應B信號幅值將由小到大，即硬度低對應的檢測信號高，硬度高對應的檢測信號低。儀器對表面殘余應力的反應見(jiàn)圖2b，從中可見(jiàn)，當殘余應力由小到大，即由負(壓應力)向正(拉應力)變化時(shí)，檢測儀器輸出的相應B信號幅值將由低向高變化。
評定特征值mp及其定標
    上述由儀器特殊設計的激磁電路和傳感裝置產(chǎn)生的檢測信號，乃是Barkhansen磁彈法效應的一種量化表達，以特征值mn(magnetoelastic parameter)標志。mp與被檢測工件表面的變異狀態(tài)，如殘余應力成比例，其數值能在儀器的屏幕上顯示、輸出。但利用mp來(lái)反映工件磨削燒傷的程度從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一種比較測量的方式，為了能夠真正地對其做準確的定量描述，還必須解決“定標”的問(wèn)題。定標包括二項內容：①確定不合格品的界限。有目的地制作一批樣品，其中包括有一些磨削燒傷程度不同的工件，利用酸洗法按用戶(hù)的評定標準對它們作出不同的判斷后，將介于合格／不合格臨界狀態(tài)的若干工件通過(guò)儀器求得相應的mp值，然后取其平均值作為不合格的界限；②進(jìn)行校準。校準就是找出特征值mp與采用酸洗法確認的磨削燒傷程度之間的相關(guān)性。具體來(lái)說(shuō)，就是需確定一個(gè)相關(guān)系數MAGN，并利用儀器控制面板上的撥盤(pán)予以設置，MGAN值的范圍從0到99，一般尾數取5或0。為此，可在前面的樣品中找二根表面狀態(tài)差異較大的工件，選定工件上的某一位置，在檢測儀器上的MGAN取值間隔為5或10時(shí)，以靜態(tài)方法讀出二組對應的mp值，如 MGAN為30時(shí)，在二個(gè)工件上測出2個(gè)mp值，在MGAN為40時(shí)又得到2個(gè)，直到MGAN=90。兩兩相減后必然能得到一個(gè)最大值，以這時(shí)的MGAN值作為相關(guān)系數，在面板上予以設置。
注意：在實(shí)際執行“定標”時(shí)，也可先利用第一項中的樣件求得相關(guān)系數MGAN，然后再找出不合格品界限。否則，在前一項操作中，會(huì )由于任意設置的MGAN(一般取50或60)給界限值帶來(lái)一些偏差。
應用實(shí)例
    盡管在汽車(chē)行業(yè)中，不少場(chǎng)合都可以采用這種以BN法為基礎研制的磨削燒傷測試儀器，但相比之下，對發(fā)動(dòng)機凸輪軸中各擋凸輪的檢測是用的最多的。這一方面是因凸輪乃承重件，工作條件差；另一方面是由于凸輪圓周方向不同曲率半徑的特點(diǎn)可能會(huì )造成磨削過(guò)程中表面狀態(tài)的差異，在這種情況下，出現磨削燒傷的機率會(huì )增大。

    1.機體 2.傳感器和交臂 3.驅動(dòng)頂尖 4.死頂尖(尾架) 5.軸向定位器 6.尾架手柄 7.軸向定位器固定捏手 8.導向銷(xiāo) 9.限位螺絲 10.停止擋塊

圖3 BN法磨削燒傷測試儀器示意圖

    圖3為該儀器示意圖，它是一種高效率半自動(dòng)檢測設備，很適合于在批量生產(chǎn)條件下的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機廠(chǎng)、內燃機廠(chǎng)使用。首先，針對不同的凸輪軸，需配備一根精確加工的軸向定位器，其縱向開(kāi)有一排缺口，每個(gè)缺口對應一個(gè)被檢凸輪。在開(kāi)始測量前，必須仔細調整其在機體上的位置，在確保傳感器支臂嵌入任一缺口時(shí)，測頭正好對準相應凸輪，此時(shí)就可以利用帶捏手的螺釘，把軸向定位器固定在機體上。操作者在啟動(dòng)設備后，被測工件即在驅動(dòng)頂尖帶動(dòng)下開(kāi)始旋轉，此時(shí)，操作者只要簡(jiǎn)單地提起傳感器支臂上的手柄，使傳感器沿著(zhù)機身上的一圓柱導軌移動(dòng)，當到達第一個(gè)被檢凸輪時(shí)，輕輕地放入手柄。在手柄嵌入定位器缺口的同時(shí)，測頭在測力彈簧作用下壓在凸輪表面，隨著(zhù)工件的回轉實(shí)施動(dòng)態(tài)檢測。期間，連續輸出的BN信號會(huì )在設備一側的控制柜顯示屏上以曲線(xiàn)形式呈現。當完成一周的測試后，操作者再次提起傳感器支臂上的手柄，使測頭脫離第一個(gè)被檢凸輪，移動(dòng)至下一個(gè)進(jìn)行測量，直到全部凸輪測畢，返回起點(diǎn)。
盡管只是一臺半自動(dòng)設備，但操作便捷，效率很高，檢查一個(gè)工件，如一根四缸發(fā)動(dòng)機的凸輪軸，包括裝卸也不到2分鐘。
目前，以磁彈法原理為基礎研制的這類(lèi)新型磨削燒傷檢測儀器已經(jīng)產(chǎn)品化，在很多行業(yè)得到了成功的應用。針對不同被測工件的特征和各個(gè)用戶(hù)的需要，這類(lèi)新型檢測儀器可設計、制造成不同的型式，有逐點(diǎn)測量的靜態(tài)方式，也有上述那種連續動(dòng)態(tài)測量方式。至于儀器能探測的深度，取決于實(shí)際被檢工件材料的導電率、導磁率以及所確定的激磁頻率。儀器都配兩種激磁頻率，3-15kHz和70～200kHz。按磁彈法原理研制的這類(lèi)新型儀器的檢查深度一般范圍為0.01～1.5mm，但通常工件表面磨削燒傷發(fā)生的深度是0.02～0.2mm。
    國內在這方面雖剛剛起步，但已經(jīng)采用的場(chǎng)合除了上述汽車(chē)發(fā)動(dòng)機行業(yè)的凸輪軸外，還有軸承行業(yè)中的套圈，顯示了相當廣闊的前景。

本文作者:大眾動(dòng)力總成(上海)有限公司 朱正德
原載:《工具展望》2006年第1期/《中國機械與金屬》2006年3月號