磨粒葉序排布外圓砂輪的制備及其磨削機理的若干研究.pdf

1、隨著制造科學與技術的發(fā)展，磨削加工已經(jīng)成為精密和超精密加工的主要加工方法之一。在磨削領域中，砂輪的物理特性、地貌特性和表面結構對磨削力、磨削溫度、工件的表面質(zhì)量和砂輪的磨損等有很大的影響。在傳統(tǒng)的砂輪組織中，磨粒在砂輪表面呈現(xiàn)隨機分布狀態(tài)。這種隨機分布狀態(tài)不僅導致在磨削過程中砂輪易堵塞、產(chǎn)生磨削燒傷、砂輪過早地失效，也給認知磨削機理和實現(xiàn)磨削過程的可控性帶來較大的困難。因此，如何通過砂輪表面磨粒的有序化排布來提高砂輪的磨削性能，改善加工

2、表面質(zhì)量和提高磨削效率，已經(jīng)成為磨削領域關注的熱點問題；同時對認知磨削機理和推動磨削技術的發(fā)展有著重要的科學意義。
　　首先，為了解決砂輪表面磨粒的可控排布，本文提出了將植物學中的葉序理論應用到砂輪表面磨粒的排布，分析了葉序參數(shù)對籽粒分布的影響規(guī)律，并根據(jù)圓柱面葉序排布模型設計了磨粒葉序排布砂輪，利用UG的二次開發(fā)建立了葉序排布砂輪的模型。
　　其次，通過電鍍工藝和光刻技術制備了磨粒葉序排布外圓砂輪，實驗表明在掩膜孔在0.4

3、mm時能夠較好的實現(xiàn)單顆磨粒的葉序排布。
　　再次，將磨削力分為切屑變形力和摩擦力，建立了磨粒葉序排布外圓砂輪磨削力的數(shù)學模型，并通過計算得到了理論公式曲線，結合磨削力的模型分析了隨葉序系數(shù)和磨削用量變化的磨削力變化規(guī)律，使得在可控排布下對磨粒機理的有了明確的認知。
　　最后，通過有限元與光滑粒子耦合法對磨削過程進行了模擬仿真，分析研究了葉序參數(shù)和磨削用量對磨削力和表面粗糙度的影響規(guī)律，仿真結果表明：葉序排布下的磨削力和表面