磨削过程中磨粒切削厚度分布特征的表达及评价
发布时间：2021-05-17 22:12
磨削过程中,工件材料的去除是通过大量切削磨粒与工件之间的相互干涉来实现的。高效高质量的磨削加工,需要理解和掌握磨粒-工件的微观相互作用规律,实现对磨削过程的主动控制。当前的研究通常是用基于理想磨削状态的单颗磨粒切削厚度模型来评价和调控磨削过程。该模型的建立是假设磨粒等距离分布且均匀地突出砂轮表面。基于该假设,磨削区所有磨粒都将平等地参与切削,并具有相同的切削厚度。在实际砂轮形貌中,磨粒粒径不均,岀露高度不一,间距有大有小,这就造成了磨粒与工件的干涉程度不一致,磨粒切削厚度不是一个单一值,而是一个分布。很显然,用理想磨削状态的单颗磨粒切削厚度模型来评价和调控实际磨削过程是不合适的。基于此,我们提出了应用磨粒切削厚度分布来评价和调控磨削过程的研究构想,通过仿真方法和试验手段相结合,对磨削过程中的磨粒切削厚度分布进行了系统研究,主要研究工作如下:（1）建立了磨粒切削厚度分布理论模型,通过试验验证了模型的准确性。基于所建立的模型,将考虑实际砂轮表面状况的磨粒切削厚度分布均值hmean与使用传统模型计算的单颗磨粒切削厚度hmax值进行比较。结果表明,理...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的来源
1.2 课题的研究背景及意义
1.3 磨削过程建模与仿真研究进展
1.3.1 砂轮地貌模型
1.3.2 磨粒切屑厚度模型
1.3.3 磨削力模型
1.3.4 已加工表面形貌及表面粗糙度模型
1.4 本文的研究构想与主要研究内容
1.4.1 研究构想
1.4.2 主要研究内容
第2章 磨削几何-运动学分析与磨粒切削厚度理论建模
2.1 磨削几何-运动学与未变形切屑厚度
2.2 磨粒切削厚度理论建模
2.2.1 砂轮地貌模型的建立
2.2.2 运动学模型的建立
2.2.3 工件的数学描述
2.2.4 单颗磨粒切削厚度计算
2.2.5 表面粗糙度仿真计算
2.3 模型的验证
2.3.1 砂轮的制作
2.3.2 砂轮表面形貌的测量
2.3.3 磨削试验
2.3.4 模型的验证
2.4 磨粒切削厚度分布的理论分析
2.5 本章小结
第3章 磨削区不同状态磨粒分布特性研究
3.1 引言
3.2 磨削区磨粒-工件的干涉状态及分布特性
3.2.1 磨粒在任一工件截面干涉深度的计算
3.2.2 磨粒-工件干涉状态的确定
3.2.3 磨削区不同状态磨粒的数量分布
3.3 本章小结
第4章 砂轮表面状态及磨削参数对磨粒切削厚度分布特征的影响规律
4.1 引言
4.2 描述磨粒切削厚度分布特征的指标体系
4.3 磨粒切削厚度分布特征的影响规律
4.3.1 砂轮表面状态的影响
4.3.2 磨削参数的影响
4.3.3 砂轮表面状态参数与磨削参数的协同作用
4.4 本章小结
第5章 磨粒切削厚度分布特征与加工结果关系的理论分析
5.1 引言
5.2 试验方案设计
5.2.1 试验系统及试验条件
5.2.2 试验方案
5.3 磨削试验结果及分析
5.3.1 工件已加工表面粗糙度测量结果及分析
5.3.2 磨削力测量结果及分析
5.4 磨粒切削厚度分布特征与加工结果映射关系分析
5.4.1 磨粒切削厚度分布的计算结果
5.4.2 磨粒切削厚度分布特征的提取与分析
5.5 本章小结
第6章 磨粒切削厚度分布特征约束的砂轮反向设计
6.1 引言
6.2 反问题的描述
6.3 反向设计方法
6.3.1 工件表面粗糙度及磨削比能对磨粒切削厚度分布的反向约束
6.3.2 磨粒切削厚度分布对砂轮表面状态参数及磨削参数的约束
6.3.3 反向设计流程
6.4 反向设计效果及试验评价
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 研究工作总结
7.2 需进一步开展的工作
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]立方氮化硼砂轮在高技术制造业中的应用[J]. 王光祖. 超硬材料工程. 2016(06)
[2]航空发动机叶片加工变形控制技术研究现状[J]. 李勋,于建华,赵鹏. 航空制造技术. 2016(21)
[3]难加工材料精密孔高效珩磨技术研究进展[J]. 杨长勇,高绍武,徐九华,傅玉灿,杨能阁,闫文,周晓卫. 航空制造技术. 2016(09)
[4]整体叶盘抛光技术的研究现状及发展趋势[J]. 黄云,肖贵坚,邹莱. 航空学报. 2016(07)
[5]CBN砂轮在航空发动机零件高效精密加工中的应用[J]. 闫宁,李学文,赵盟月,杨威,邵俊勇,孙鹏辉. 金刚石与磨料磨具工程. 2015(04)
[6]航空用钛合金研究进展[J]. 金和喜,魏克湘,李建明,周建宇,彭文静. 中国有色金属学报. 2015(02)
[7]航空发动机零件高效精密磨削技术的发展与应用[J]. 丁文锋,徐九华,杨长勇,傅玉灿,苏宏华. 航空制造技术. 2014(12)
[8]高性能精密制造方法及其研究进展[J]. 郭东明,孙玉文,贾振元. 机械工程学报. 2014(11)
[9]基于数值建模的砂轮形貌仿真与测量[J]. 刘月明,巩亚东,曹振轩. 机械工程学报. 2012(23)
[10]磨粒建模方法与切削过程仿真研究[J]. 宿崇,许立,李明高,马纪军. 航空学报. 2012(11)
博士论文
[1]磨粒切厚可控的脆性材料延性域磨削基础研究[D]. 张贝.南京航空航天大学 2012
硕士论文
[1]单层有序钎焊CBN砂轮制备及其磨削性能的研究[D]. 郭高峰.广东工业大学 2013
[2]磨料群可控排布技术及其砂轮的研制[D]. 袁和平.大连理工大学 2007
本文编号：3192543
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的来源
1.2 课题的研究背景及意义
1.3 磨削过程建模与仿真研究进展
1.3.1 砂轮地貌模型
1.3.2 磨粒切屑厚度模型
1.3.3 磨削力模型
1.3.4 已加工表面形貌及表面粗糙度模型
1.4 本文的研究构想与主要研究内容
1.4.1 研究构想
1.4.2 主要研究内容
第2章 磨削几何-运动学分析与磨粒切削厚度理论建模
2.1 磨削几何-运动学与未变形切屑厚度
2.2 磨粒切削厚度理论建模
2.2.1 砂轮地貌模型的建立
2.2.2 运动学模型的建立
2.2.3 工件的数学描述
2.2.4 单颗磨粒切削厚度计算
2.2.5 表面粗糙度仿真计算
2.3 模型的验证
2.3.1 砂轮的制作
2.3.2 砂轮表面形貌的测量
2.3.3 磨削试验
2.3.4 模型的验证
2.4 磨粒切削厚度分布的理论分析
2.5 本章小结
第3章 磨削区不同状态磨粒分布特性研究
3.1 引言
3.2 磨削区磨粒-工件的干涉状态及分布特性
3.2.1 磨粒在任一工件截面干涉深度的计算
3.2.2 磨粒-工件干涉状态的确定
3.2.3 磨削区不同状态磨粒的数量分布
3.3 本章小结
第4章 砂轮表面状态及磨削参数对磨粒切削厚度分布特征的影响规律
4.1 引言
4.2 描述磨粒切削厚度分布特征的指标体系
4.3 磨粒切削厚度分布特征的影响规律
4.3.1 砂轮表面状态的影响
4.3.2 磨削参数的影响
4.3.3 砂轮表面状态参数与磨削参数的协同作用
4.4 本章小结
第5章 磨粒切削厚度分布特征与加工结果关系的理论分析
5.1 引言
5.2 试验方案设计
5.2.1 试验系统及试验条件
5.2.2 试验方案
5.3 磨削试验结果及分析
5.3.1 工件已加工表面粗糙度测量结果及分析
5.3.2 磨削力测量结果及分析
5.4 磨粒切削厚度分布特征与加工结果映射关系分析
5.4.1 磨粒切削厚度分布的计算结果
5.4.2 磨粒切削厚度分布特征的提取与分析
5.5 本章小结
第6章 磨粒切削厚度分布特征约束的砂轮反向设计
6.1 引言
6.2 反问题的描述
6.3 反向设计方法
6.3.1 工件表面粗糙度及磨削比能对磨粒切削厚度分布的反向约束
6.3.2 磨粒切削厚度分布对砂轮表面状态参数及磨削参数的约束
6.3.3 反向设计流程
6.4 反向设计效果及试验评价
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 研究工作总结
7.2 需进一步开展的工作
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]立方氮化硼砂轮在高技术制造业中的应用[J]. 王光祖. 超硬材料工程. 2016(06)
[2]航空发动机叶片加工变形控制技术研究现状[J]. 李勋,于建华,赵鹏. 航空制造技术. 2016(21)
[3]难加工材料精密孔高效珩磨技术研究进展[J]. 杨长勇,高绍武,徐九华,傅玉灿,杨能阁,闫文,周晓卫. 航空制造技术. 2016(09)
[4]整体叶盘抛光技术的研究现状及发展趋势[J]. 黄云,肖贵坚,邹莱. 航空学报. 2016(07)
[5]CBN砂轮在航空发动机零件高效精密加工中的应用[J]. 闫宁,李学文,赵盟月,杨威,邵俊勇,孙鹏辉. 金刚石与磨料磨具工程. 2015(04)
[6]航空用钛合金研究进展[J]. 金和喜,魏克湘,李建明,周建宇,彭文静. 中国有色金属学报. 2015(02)
[7]航空发动机零件高效精密磨削技术的发展与应用[J]. 丁文锋,徐九华,杨长勇,傅玉灿,苏宏华. 航空制造技术. 2014(12)
[8]高性能精密制造方法及其研究进展[J]. 郭东明,孙玉文,贾振元. 机械工程学报. 2014(11)
[9]基于数值建模的砂轮形貌仿真与测量[J]. 刘月明,巩亚东,曹振轩. 机械工程学报. 2012(23)
[10]磨粒建模方法与切削过程仿真研究[J]. 宿崇,许立,李明高,马纪军. 航空学报. 2012(11)
博士论文
[1]磨粒切厚可控的脆性材料延性域磨削基础研究[D]. 张贝.南京航空航天大学 2012
硕士论文
[1]单层有序钎焊CBN砂轮制备及其磨削性能的研究[D]. 郭高峰.广东工业大学 2013
[2]磨料群可控排布技术及其砂轮的研制[D]. 袁和平.大连理工大学 2007
本文编号：3192543
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3192543.html
