半固著磨粒磨具及其“陷阱”效應的模擬與驗證.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。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對超精密加工技術(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”效應的半固著磨粒磨具進行超精密加工。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，對半固著磨粒磨具制造工藝進行了改進，提出了比較完善的加工工藝流程。通過對結(jié)合劑及添加劑的實驗研究，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)檢測方法，選擇了硬度、抗剪強度、壓縮比與回彈率、磨具組織等這幾個磨具的關(guān)鍵的特性參數(shù)作為半固著磨粒磨具的評價指標，構(gòu)建了半固著磨粒磨具的評價體系。 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)進行

3、調(diào)整。確定調(diào)整參數(shù)及選擇范圍后，對大顆粒的“陷阱”效應進行模擬仿真，討論了結(jié)合強度、加工載荷、大顆粒的直徑等因素對“陷阱”效應的影響。 從直接和間接兩個角度驗證了半固著磨粒磨具的“陷阱”效應的存在。采用半球形壓頭模擬大顆粒，對半固著磨粒磨具進行壓入實驗。經(jīng)過模擬實驗，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拈g接驗證是針對不同的磨具，模擬研磨過程中混入硬質(zhì)大顆粒，對比

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，其加工工件表面損傷程度最低。采用了適宜的工藝參數(shù)進行研磨實驗，對半固著磨粒磨具的加工特性進行了研究。試驗結(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，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度的增加，半固著磨粒磨