軸向超聲振動(dòng)輔助磨削的磨削力建模研究.pdf

1、超聲振動(dòng)輔助磨削是在傳統(tǒng)磨削的基礎(chǔ)上給工件或砂輪施以超聲振動(dòng)的一種加工方法，在加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生沖擊、往復(fù)熨壓以及超聲潤(rùn)滑等效應(yīng)，能夠降低磨削力、提高工件表面質(zhì)量、減小磨削熱的產(chǎn)生等，在一定程度上克服了傳統(tǒng)磨削的一些弊端。而磨削力是評(píng)價(jià)磨削過(guò)程和磨削結(jié)果的一重要參數(shù)，對(duì)超聲振動(dòng)輔助磨削過(guò)程中的磨削力進(jìn)行研究，揭示超聲振動(dòng)對(duì)磨削力的影響機(jī)理及影響規(guī)律具有非常重要的意義。本文主要基于磨削運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)軸向超聲振動(dòng)輔助磨削過(guò)程中的磨削力進(jìn)行了研究，主

2、要的研究工作包括:
　　根據(jù)工件和砂輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，建立了軸向超聲振動(dòng)磨削時(shí)磨粒的運(yùn)動(dòng)方程，對(duì)磨粒的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)弧長(zhǎng)以及切屑斷面面積進(jìn)行了分析，結(jié)果表明超聲磨削的運(yùn)動(dòng)弧長(zhǎng)大于普通磨削，而切屑斷面面積小于普通磨削。
　　假設(shè)未變形磨屑厚度服從瑞利分布，建立了普通磨削和軸向超聲振動(dòng)磨削的平均未變形磨屑厚度計(jì)算表達(dá)式，經(jīng)分析比較發(fā)現(xiàn)前者大于后者，由此得出了超聲磨削的切削變形力小于普通磨削的結(jié)論，并且其降低率隨振幅和頻率的

3、增大而增大，但是砂輪線速度的增大對(duì)降低率有一定的削弱作用;根據(jù)磨粒與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，分析了軸向超聲振動(dòng)磨削時(shí)磨粒在主切削方向上的摩擦力，結(jié)果表明其小于普通磨削的，并且降低程度與振幅和頻率成正相關(guān)的關(guān)系。綜合切削變形力和摩擦力兩部分，分析了軸向超聲振動(dòng)磨削力小于普通磨削力的具體原因，并得到了兩種磨削方法下的磨削力模型。
　　實(shí)驗(yàn)研究了磨削深度、工作臺(tái)速度和超聲振幅對(duì)磨削力的影響，結(jié)果表明:磨削力隨磨削深度和工作臺(tái)速度的增大而增大