超聲輔助單顆粒磨削力及去除機(jī)理研究.pdf

1、精密超精密零部件的加工難度越來越大，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法存在效率低、加工質(zhì)量差等缺點(diǎn)，已經(jīng)不能滿足實(shí)際需求。超聲輔助磨削作為將超聲振動加工與傳統(tǒng)磨削加工結(jié)合的新型復(fù)合加工方法，具有切削力小、加工質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，在難加工材料的精密高效加工中應(yīng)用廣泛。單顆磨粒的微觀切削作用是砂輪宏觀磨削的基礎(chǔ)，通過研究單顆磨粒的微觀切削過程來研究磨削機(jī)理已經(jīng)被證明是一種行之有效的研究思路。本文設(shè)計(jì)了超聲輔助單顆粒磨削試驗(yàn)裝置，對單顆粒刀具施加軸向超聲振動，通過

2、理論分析與試驗(yàn)對超聲輔助磨削條件下和普通磨削條件下的單顆磨粒磨削力及材料去除機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　超聲振動條件下磨粒在工件上的劃痕軌跡為正弦曲線且劃痕相互干涉，普通條件下的劃痕為直線形且劃痕分布均勻；建立了單顆磨粒的運(yùn)動方程及瞬時速度方程，計(jì)算了單顆磨粒切削軌跡長度和磨削比的表達(dá)式，對超聲振動條件下單顆磨粒切削的工藝特性進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)軸向超聲振動導(dǎo)致磨粒參與切削的側(cè)面及切削刃發(fā)生變化。
　　通過正交試驗(yàn)研究了超聲輔助條

3、件下磨削參數(shù)及磨粒粒度對單顆磨粒切削力的影響規(guī)律，獲得了最優(yōu)磨削參數(shù)組合，對比研究了兩種條件下的磨削力比；超聲振動的引入，使磨粒與工件間的接觸狀態(tài)發(fā)生變化，切削力降低；觀察了切削過程中磨粒的磨損形式，對磨削力與磨粒磨損量的關(guān)系進(jìn)行了定量分析，磨削力越大，磨粒的磨損量也越大；研究了磨粒粒度以及切削深度對工件材料去除機(jī)理的影響規(guī)律，隨著磨粒直徑的增大，脆性去除所占的比重逐漸增大。超聲振動使材料的脆性斷裂比例減少，塑性變形的比例增大，工件表面