单颗磨粒高速磨削AISI 1045钢磨削机理的仿真与实验研究
发布时间：2021-09-13 18:37
AISI 1045号钢是优质碳素结构钢,冷热加工性能优异,机械性能好,常用以制造法兰、泵的运动零件,还可代替渗碳钢制造齿轮、轴、机架等部件,也可作铸件。因此,AISI 1045钢的加工性能研究受到国内外学者的广泛关注。被加工表面的表面质量在很大程度上影响零件的质量和组件的使用性能,获得高精度、高表面质量的加工方法是研究的热点。目前普通车削、铣削能够达到的最大粗糙度为Ra 0.4,而精密磨削可以达到的最大粗糙度为Ra 0.05,能够达到绝大多数精密仪器的要求,因此研究AISI 1045钢的磨削机理具有重要意义。本文采用有限元仿真技术与实验方式,探索了AISI 1045钢的磨削机理,研究了不同磨削工艺参数（进给速度、磨削速度和磨粒前角）对磨削过程中磨削热和磨削温度的影响规律,为磨削理论的深入研究提供了理论依据。本文的主要研究内容如下:（1）建立单颗CBN磨粒类型,并根据当前实验条件对单颗CBN磨粒进行了简化,建立了简化模型;建立了磨削过程中的相关参数模型,总结了磨削区域的几何和运动接触弧长度、磨屑厚度基本理论;分析了磨削力理论并对其进行计算;研究了磨削的比磨削能与磨削热分配比,并建立的适合...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 高速磨削技术
1.2.1 高速磨削技术
1.2.2 高速磨削机理的研究
1.2.3 磨削力理论的研究
1.3 单颗磨粒磨削的实验与仿真研究
1.3.1 单颗磨粒磨削的实验研究
1.3.2 单颗磨粒的仿真研究
1.4 研究内容
1.5 本章小结
第二章 单颗CBN磨粒超高速磨削去除机理理论分析
2.1 单颗CBN磨粒的几何模型的构建
2.2 单颗CBN磨粒磨削材料去除机理的物理模型
2.3 单颗CBN磨粒磨削区域接触弧长分析
2.3.1 磨削的几何接触弧长
2.3.2 磨削区域的运动接触弧长
2.4 单颗CBN磨粒磨削产生的磨屑厚度理论研究
2.4.1 当量磨削厚度a_eq的分析
2.4.2 最大未变形切屑厚度分析
2.5 单颗CBN磨粒磨削力理论分析
2.5.1 磨削力来源
2.5.2 单颗磨粒单位磨削力计算
2.6 磨削热与磨削温度理论分析
2.6.1 磨削能量及分配
2.6.2 温度分布理论的热源模型建立
2.6.3 磨削热分配比
2.7 本章小结
第三章 单颗CBN磨粒磨削的有限元仿真研究
3.1 单颗CBN磨粒模型的建立
3.2 磨削实验样件材料参数确定
3.2.1 AISI1045钢的化学与物理属性
3.2.2 AISI1045钢的Johnson-Cook模型参数测定
3.2.3 样件摩擦因数的测定
3.3 磨削仿真模型的建立
3.4 磨削仿真参数的设定
3.5 磨削模型网格划分
3.6 材料断裂准则
3.7 单颗磨粒高速磨削仿真结果分析与讨论
3.7.1 单颗磨粒高速磨削温度场仿真
3.7.2 单颗磨粒高速磨削磨削力仿真
3.8 本章小结
第四章 单颗CBN磨粒磨削AISI 1045钢的实验研究
4.1 单颗磨粒磨削实验方案设计
4.1.1 单颗磨粒砂轮设计
4.1.2 单颗磨粒实验加工中心
4.1.3 实验参数检测设备
4.1.4 实验样件材料
4.2 单颗磨粒磨削AISI 1045钢实验结果分析
4.2.1 磨削沟痕形貌分析
4.2.2 单颗磨粒磨削温度结果与讨论
4.2.3 单颗磨粒磨削磨削力结果与分析
4.3 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]单颗CBN磨粒高速磨削过程的仿真研究[J]. 张景强,王祺,郭建烨,王运江. 金刚石与磨料磨具工程. 2017(04)
[2]单晶硅高速磨削亚表层损伤机制的分子动力学仿真研究[J]. 朱宝义,吕明,梁国星,黄永贵. 摩擦学学报. 2017(06)
[3]单颗磨粒磨削基础理论与实验研究进展[J]. 刘伟,邓朝晖. 机械研究与应用. 2016(04)
[4]齿轮钢和蓝宝石的低速摩擦特性对比研究[J]. 李子沐,姜峰,董树尧. 现代制造工程. 2015(11)
[5]基于ABAQUS的工程陶瓷单颗磨粒磨削仿真[J]. 马廉洁,田俊超,陈杰,王华. 装备制造技术. 2015(11)
[6]单颗金刚石磨粒切削氮化硅陶瓷仿真与试验研究[J]. 刘伟,邓朝晖,万林林,赵小雨,皮舟. 机械工程学报. 2015(21)
[7]45钢高速铣削表面粗糙度预测[J]. 段春争,郝清龙. 哈尔滨工程大学学报. 2015(09)
[8]基于Deform-3D单粒磨削温度场仿真研究[J]. 赵大兴,余飞,丁国龙,钟瑞玲. 机床与液压. 2014(13)
[9]工程陶瓷磨削力的影响因素研究[J]. 张东坤,李长河. 精密制造与自动化. 2014(01)
[10]GH4169高温合金的单颗磨粒高速磨削试验[J]. 沈平华,傅玉灿,田霖. 机械工程材料. 2013(08)
硕士论文
[1]超高速磨削材料去除机理的研究[D]. 王懋林.太原理工大学 2015
[2]基于单颗粒磨削的电镀CBN砂轮磨削窄深槽的特性分析[D]. 蓝善超.太原理工大学 2012
本文编号：3395138
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 高速磨削技术
1.2.1 高速磨削技术
1.2.2 高速磨削机理的研究
1.2.3 磨削力理论的研究
1.3 单颗磨粒磨削的实验与仿真研究
1.3.1 单颗磨粒磨削的实验研究
1.3.2 单颗磨粒的仿真研究
1.4 研究内容
1.5 本章小结
第二章 单颗CBN磨粒超高速磨削去除机理理论分析
2.1 单颗CBN磨粒的几何模型的构建
2.2 单颗CBN磨粒磨削材料去除机理的物理模型
2.3 单颗CBN磨粒磨削区域接触弧长分析
2.3.1 磨削的几何接触弧长
2.3.2 磨削区域的运动接触弧长
2.4 单颗CBN磨粒磨削产生的磨屑厚度理论研究
2.4.1 当量磨削厚度a_eq的分析
2.4.2 最大未变形切屑厚度分析
2.5 单颗CBN磨粒磨削力理论分析
2.5.1 磨削力来源
2.5.2 单颗磨粒单位磨削力计算
2.6 磨削热与磨削温度理论分析
2.6.1 磨削能量及分配
2.6.2 温度分布理论的热源模型建立
2.6.3 磨削热分配比
2.7 本章小结
第三章 单颗CBN磨粒磨削的有限元仿真研究
3.1 单颗CBN磨粒模型的建立
3.2 磨削实验样件材料参数确定
3.2.1 AISI1045钢的化学与物理属性
3.2.2 AISI1045钢的Johnson-Cook模型参数测定
3.2.3 样件摩擦因数的测定
3.3 磨削仿真模型的建立
3.4 磨削仿真参数的设定
3.5 磨削模型网格划分
3.6 材料断裂准则
3.7 单颗磨粒高速磨削仿真结果分析与讨论
3.7.1 单颗磨粒高速磨削温度场仿真
3.7.2 单颗磨粒高速磨削磨削力仿真
3.8 本章小结
第四章 单颗CBN磨粒磨削AISI 1045钢的实验研究
4.1 单颗磨粒磨削实验方案设计
4.1.1 单颗磨粒砂轮设计
4.1.2 单颗磨粒实验加工中心
4.1.3 实验参数检测设备
4.1.4 实验样件材料
4.2 单颗磨粒磨削AISI 1045钢实验结果分析
4.2.1 磨削沟痕形貌分析
4.2.2 单颗磨粒磨削温度结果与讨论
4.2.3 单颗磨粒磨削磨削力结果与分析
4.3 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]单颗CBN磨粒高速磨削过程的仿真研究[J]. 张景强,王祺,郭建烨,王运江. 金刚石与磨料磨具工程. 2017(04)
[2]单晶硅高速磨削亚表层损伤机制的分子动力学仿真研究[J]. 朱宝义,吕明,梁国星,黄永贵. 摩擦学学报. 2017(06)
[3]单颗磨粒磨削基础理论与实验研究进展[J]. 刘伟,邓朝晖. 机械研究与应用. 2016(04)
[4]齿轮钢和蓝宝石的低速摩擦特性对比研究[J]. 李子沐,姜峰,董树尧. 现代制造工程. 2015(11)
[5]基于ABAQUS的工程陶瓷单颗磨粒磨削仿真[J]. 马廉洁,田俊超,陈杰,王华. 装备制造技术. 2015(11)
[6]单颗金刚石磨粒切削氮化硅陶瓷仿真与试验研究[J]. 刘伟,邓朝晖,万林林,赵小雨,皮舟. 机械工程学报. 2015(21)
[7]45钢高速铣削表面粗糙度预测[J]. 段春争,郝清龙. 哈尔滨工程大学学报. 2015(09)
[8]基于Deform-3D单粒磨削温度场仿真研究[J]. 赵大兴,余飞,丁国龙,钟瑞玲. 机床与液压. 2014(13)
[9]工程陶瓷磨削力的影响因素研究[J]. 张东坤,李长河. 精密制造与自动化. 2014(01)
[10]GH4169高温合金的单颗磨粒高速磨削试验[J]. 沈平华,傅玉灿,田霖. 机械工程材料. 2013(08)
硕士论文
[1]超高速磨削材料去除机理的研究[D]. 王懋林.太原理工大学 2015
[2]基于单颗粒磨削的电镀CBN砂轮磨削窄深槽的特性分析[D]. 蓝善超.太原理工大学 2012
本文编号：3395138
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