超聲振動(dòng)輔助磨削中磨?！ぜ嗷プ饔脵C(jī)制的研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展,硬脆性材料的需求越來越多，對(duì)一些關(guān)鍵零件的加工效率、加工質(zhì)量和加工精度提出了新的要求。這些硬脆材料傳統(tǒng)磨削加工容易產(chǎn)生較大的磨削力和較高的磨削溫度，最終導(dǎo)致加工件的表面/亞表面損傷以及砂輪磨損嚴(yán)重，降低砂輪的使用壽命。為解決這些問題，有學(xué)者將超聲振動(dòng)與傳統(tǒng)磨削加工技術(shù)結(jié)合起來。實(shí)踐證明實(shí)超聲振動(dòng)輔助磨削技術(shù)能夠提高材料的去除率、提高加工表面質(zhì)量與加工精度、降低工件表面損傷、減小砂輪磨損提高砂輪的使用壽命。本文擬通過單顆磨

2、粒切削探討超聲磨削中磨?！ぜ南嗷プ饔茫瑸檫M(jìn)一步研究超聲振動(dòng)磨削機(jī)理奠定基礎(chǔ)。
　　本文建立了超聲振動(dòng)輔助磨削中磨粒與工件相互作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，分析超聲振動(dòng)對(duì)磨粒的切削弧長以及切削路徑的作用，并在Matlab軟件里仿真超聲加工中磨粒的切削軌跡，并在此基礎(chǔ)上建立工件的表面成形機(jī)制。在理論分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行超聲振動(dòng)下單顆金剛石劃擦玻璃的實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)分析磨粒與工件的相互作用力，闡述超聲振動(dòng)對(duì)磨粒與工件相互作用力的影響，采集并分析磨粒與工

3、件相互作用時(shí)產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)，最終對(duì)比兩種劃擦方式下的劃痕形貌(劃痕長度、劃痕體積、劃痕高度、劃痕底部顯微形貌）。
　　本文的主要研究結(jié)果概括如下：
　　1.徑向超聲振動(dòng)下磨粒的接觸弧長大于普通劃擦并且磨粒的運(yùn)動(dòng)軌跡是空間正弦曲線，并且磨粒與工件是斷續(xù)接觸。磨粒在接觸弧區(qū)內(nèi)的振動(dòng)次數(shù)和磨粒線速度負(fù)相關(guān)，和磨粒實(shí)際切深正相關(guān)，和超聲振動(dòng)頻率正相關(guān)，超聲振動(dòng)振幅主要影響磨粒與工件的干涉程度。
　　2.施加超聲振動(dòng)后單道劃痕

4、的法向力與切向力信號(hào)均沿劃痕對(duì)稱，但力信號(hào)的波動(dòng)程度要大于普通劃擦。施加超聲振動(dòng)后劃擦力顯著減小，并且隨著線速度的降低、切深的減小超聲振動(dòng)對(duì)劃擦力的減小更為顯著；超聲振幅、振動(dòng)頻率對(duì)劃擦力均有影響，劃擦力隨著振幅的增加而增大，隨著振動(dòng)頻率的增大而減小。
　　3.超聲劃擦?xí)r聲發(fā)射信號(hào)的低頻調(diào)制現(xiàn)象，它的峰值頻率要大于普通劃擦，并且超聲振動(dòng)頻率越高，峰值頻率分布就越高；超聲劃擦和普通劃擦?xí)r聲發(fā)射信號(hào)的能量分布主要區(qū)別是在第一頻帶，同時(shí)