磨粒有序化排布超硬砂轮磨削力的研究
本文选题:磨削 + 超硬砂轮 ; 参考:《沈阳理工大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着制造技术的飞速发展,磨削加工技术已成为现代制造业中实现精密及超精密加工最有效的加工方法,在实际生产中得到了广泛的应用。传统砂轮表面的磨粒呈随机分布状态,磨削加工过程中真正参与磨削的有效磨粒数只占磨粒总数的很小一部分,而且砂轮表面不能形成良好的容屑空间以便于磨屑的排出及冷却液的流动,从而导致了磨削过程中砂轮易阻塞、磨削温度较高,并且不宜采用较大的磨削深度,限制了磨削的加工效率。因此,如何使砂轮表面的磨粒规则有序的排布从而提高砂轮的磨削性能及磨削效率,成为磨削领域关注的热点问题。本文首先从几何角度分析了有序排布对有效磨粒数的影响机理,并分别介绍了有序排布对磨削力、磨削温度和磨削表面粗糙度的影响机理其次结合叶序理论及磨削原理,将磨削力分为切削变形力和摩擦力,切削变形力又进一步分为切屑变形力和耕犁力,推导出叶序排布外圆电镀砂轮在较大切深磨削条件下的磨削力数学模型。再次详细介绍了磨粒叶序排布砂轮的制备过程,其中的关键是叶序掩膜的制备及选用合适的上砂方法。本文利用光刻技术,选择合适的曝光时间制备出良好的叶序掩膜,同时采用分段上砂的方法,获得了较高的上砂率。最后按照磨削试验方案,完成了磨削实验采集了磨削力的相关实验数据,为研究磨粒不同排布形式的砂轮的磨削力提供了相关的数据支持,进行实验值与数学模型计算值的对比。结果发现,叶序化排布磨粒砂轮在各自相同的实验条件下,与错位排布磨粒砂轮、矩阵排布磨粒砂轮和无序排布磨粒砂轮相比,有较小的磨削力。同时还可以发现,磨粒有序化比无序化排布在磨削力方面有更好的表现。
[Abstract]:With the rapid development of manufacturing technology, grinding technology has become the most effective machining method to realize precision and ultra-precision machining in modern manufacturing industry, and has been widely used in practical production.The abrasive particles on the surface of the traditional grinding wheel are randomly distributed, and the number of effective abrasive particles that participate in the grinding process is only a small part of the total number of abrasive particles.Moreover, the surface of the grinding wheel can not form a good chip-bearing space to facilitate the discharge of the debris and the flow of the coolant, which leads to the easy blocking of the grinding wheel during the grinding process, the higher grinding temperature, and the unsuitable depth of grinding.The grinding efficiency is limited.Therefore, how to arrange the abrasive particles regularly and orderly on the grinding wheel surface to improve the grinding performance and grinding efficiency has become a hot issue in the field of grinding.In this paper, the influence mechanism of ordered arrangement on the number of effective abrasive particles is analyzed from the geometric point of view, and the influence mechanism of ordered arrangement on grinding force, grinding temperature and grinding surface roughness is introduced respectively. Secondly, combined with the theory of blade sequence and grinding principle, the influence mechanism of ordered arrangement on grinding force, grinding temperature and grinding surface roughness is introduced respectively.Grinding force is divided into cutting deformation force and friction force. Cutting deformation force is further divided into chip deformation force and ploughing force.The preparation process of the grinding wheel is introduced in detail, the key of which is the preparation of leaf sequence mask and the selection of appropriate sand feeding method.In this paper, we choose the appropriate exposure time to prepare a good leaf sequence mask by using photolithography technology. At the same time, a high sand loading rate is obtained by using the method of piecewise sanding.Finally, according to the grinding test scheme, the grinding experiment was completed and the relevant experimental data of grinding force were collected, which provided the relevant data support for the study of grinding force of grinding wheel with different distribution of abrasive particles.The experimental values are compared with the calculated values of the mathematical model.The results show that, under the same experimental conditions, the grinding force of the wheel is smaller than that of the staggered wheel, the matrix wheel and the disordered wheel.At the same time, it can be found that the ordering of abrasive particles is better than the disordered arrangement in grinding force.
【学位授予单位】:沈阳理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG580.6
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,本文编号:1738753
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