半固著磨粒磨具及其“陷阱”效應(yīng)的模擬與驗(yàn)證.pdf

1、高效、高精、低表面損傷一直以來都是超精密加工不斷追求的目標(biāo)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)超精密加工技術(shù)的要求也越來越高，加工中降低表面損傷與提高加工效率之間的矛盾越來越突出。為了緩和這一矛盾，本研究中心提出了一種將固著磨粒加工和游離磨粒加工進(jìn)行整合的半固著磨粒磨具加工技術(shù)，其核心是利用具有“陷阱”效應(yīng)的半固著磨粒磨具進(jìn)行超精密加工。該磨具能有效防止研磨過程中大顆粒所造成的表面損傷，同步提高加工效率和加工精度。 本文參考常規(guī)磨具的制造工

2、藝，依據(jù)半固著磨粒磨具的特性，對(duì)半固著磨粒磨具制造工藝進(jìn)行了改進(jìn)，提出了比較完善的加工工藝流程。通過對(duì)結(jié)合劑及添加劑的實(shí)驗(yàn)研究，確定了適合于半固著磨粒磨具的配方。 參照傳統(tǒng)磨具的特性參數(shù)檢測(cè)方法，選擇了硬度、抗剪強(qiáng)度、壓縮比與回彈率、磨具組織等這幾個(gè)磨具的關(guān)鍵的特性參數(shù)作為半固著磨粒磨具的評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了半固著磨粒磨具的評(píng)價(jià)體系。 依據(jù)半固著磨粒磨具的特性參數(shù)建立了半固著磨粒磨具PFC模型，選定平行連接剛度為調(diào)整參數(shù)進(jìn)行

3、調(diào)整。確定調(diào)整參數(shù)及選擇范圍后，對(duì)大顆粒的“陷阱”效應(yīng)進(jìn)行模擬仿真，討論了結(jié)合強(qiáng)度、加工載荷、大顆粒的直徑等因素對(duì)“陷阱”效應(yīng)的影響。 從直接和間接兩個(gè)角度驗(yàn)證了半固著磨粒磨具的“陷阱”效應(yīng)的存在。采用半球形壓頭模擬大顆粒，對(duì)半固著磨粒磨具進(jìn)行壓入實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過模擬實(shí)驗(yàn)，在一定載荷下，大顆?？梢酝耆珘喝氚牍讨チＤゾ?。陷入所需的載荷與半固著磨粒磨具的硬度有關(guān)?！跋葳濉毙?yīng)的間接驗(yàn)證是針對(duì)不同的磨具，模擬研磨過程中混入硬質(zhì)大顆粒，對(duì)比

4、表面損傷程度。無論在干式或濕式加工條件下，SSB-2半固著磨粒磨具都表現(xiàn)出良好的“陷阱”效應(yīng)，其加工工件表面損傷程度最低。采用了適宜的工藝參數(shù)進(jìn)行研磨實(shí)驗(yàn)，對(duì)半固著磨粒磨具的加工特性進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明半固著磨粒磨具的加工去除率與游離磨粒研磨加工相當(dāng)，但是卻可以獲得更低的表面粗糙度，加工性能有了很大的提高。半固著磨粒磨具隨著硬度的增加，其研磨去除率也增加，研磨后工件表面粗糙度也隨之增加；隨著半固著磨粒磨具抗剪強(qiáng)度的增加，半固著磨粒磨