高硬度球面磨削機理及磨削質量控制研究.pdf

1、當前，高硬度金屬基材料(如WC-Co，Ni60，STL20)的發(fā)展很快，它們具有耐高溫、耐高壓、耐磨損、抗熱沖擊、抗熱腐蝕等特性，并在鋼鐵冶煉、石油化工、核電等重大工程項目中發(fā)揮著越來越大的作用。這類材料在平面磨削加工的研究已經開展，但在球面磨削上研究工作還較少，眾多基礎問題有待探明。雖然在磨削機理研究上球面磨削可以部分借鑒平面磨削的研究成果，但在磨削工藝基礎理論上球面磨削特點鮮明，在實際磨削過程中發(fā)現越來越多亟待研究的問題。本文針對高

2、硬度材料在球面磨削中以何種方式去除以及球面磨削質量如何提高此兩大問題在高硬度球面磨削機理和磨削質量控制上展開了系統(tǒng)的研究。
　　本文首先針對高硬度球面加工的兩大難點，即工件表面硬度高（HRC≥70）材料難以去除以及形狀精度要求高等，開發(fā)了一種新型的高硬度回轉球面精密磨削裝備，該裝備在保證被加工球面精度和表面粗糙度的前提下，可用一種直徑規(guī)格的砂輪磨具實現不同直徑規(guī)格球面的精密磨削加工。
　　從利于實驗觀察和測量的角度出發(fā)，采用

3、杯形砂輪平面封閉分布式磨削來揭示球面磨削機理。首先系統(tǒng)的研究了高硬度材料封閉分布式磨削的磨削力。構造了表征封閉分布式磨削力的參數模型，包括有效磨削寬度、有效磨削面積、動態(tài)有效磨粒數等，研究了磨削加工參數對單位面積磨削力、單顆粒磨削力和磨削分力比的影響規(guī)律，并通過實驗驗證了這些模型的準確性。其次以磨削力的實驗結果及所建立的理論模型為重要依據，結合工件磨削表面微觀形貌，揭示了高硬度材料的去除機理。
　　研究了杯形砂輪封閉分布式磨削方式

4、下磨削加工參數對材料表面粗糙度的影響規(guī)律，在此基礎上，結合球面磨削加工的特點，提出降低球面磨削表面粗糙度的方案。首先基于球面磨削軌跡成型原理，從磨頭轉速和主軸轉速出發(fā)，提出了磨削效率、阻滯軌跡封閉相位角、最小加工次數等衡量指標，逐次修正選擇策略，提高跡線密度和分布均勻性;其次在綜合考慮回轉工作臺擺動速度、磨削深度、磨頭轉速和主軸轉速的基礎上，建立了vogl快速BP網絡模型，構造正交試驗表，結合小步長算法，進一步優(yōu)化工藝參數，降低球面粗糙