磨粒有序化排布超硬砂轮的磨削力的研究

发布时间：2017-05-15 14:13

  本文关键词：磨粒有序化排布超硬砂轮的磨削力的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：磨削加工是非常重要的一种加工方法可以实现对零件的精密和超精密加工,所以对磨削所用砂轮的要求非常高。传统的超硬磨料砂轮表面的磨粒都是随机分布的,这样易造成磨粒的利用率不高,以及砂轮已发生堵塞造成砂轮的磨削力和磨削温度升高以及造成砂轮和工件的烧伤影响磨削质量。对磨粒进行有序化排布可以有效的改善上述问题,本文将植物籽粒的叶序排布应用到砂轮磨粒的排布上,提出了一种的新型的有序化排布砂轮即叶序排布砂轮,这对改善砂轮的磨削性能有重要的意义。本文首先对叶序理论进行了简单介绍。为了研究砂轮的磨削机理,设计了一种飞切块,利用光刻技术和复合电镀工艺将不同叶序系数的四个磨粒镀在飞切块的基体上制造出了四个磨粒按照叶序排布的飞切块,并按照相同的工艺制造出了四个磨粒按照矩阵排布和错位排布的飞切块。其次,从材料变形行为入手建立了单颗磨粒磨削时的磨削力模型,并对产生不同材料变形时所参与的磨粒数进行了统计,考虑了不同阶段的磨粒磨损从而建立叶序排布砂轮的磨削力模型。再次,进行了三种不同排布的圆柱面单颗磨粒和磨粒族砂轮磨削钛合金的磨削力实验,实验结果表明不论单颗磨粒还是磨粒族砂轮,叶序排布砂轮的磨削力小于错位排布砂轮,矩阵排布砂轮的磨削力最大。最后,利用制备出的四个磨粒按照不同排布的飞切块进行了单颗磨粒划擦实验,观察试件表面的划痕来研究材料的变形行为,进而认识整个砂轮的磨削机理。实验表明:随着磨削深度的增加材料的变形行为由滑擦到耕犁至最后产生切削作用;叶序排布的飞切块在磨削过程中产生切削的磨粒数多,错外排布的飞切块次之,矩阵排布的飞切块磨粒产生切削的少,根据尺寸效应对应着磨削力的大小正好相反。
【关键词】：磨削 超硬砂轮 叶序排布 磨削力 单颗磨粒飞切块
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG580.6
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 课题研究的背景12-13
• 1.2 国内外研究的现状13-18
• 1.2.1 磨粒有序化排布的发展现状13-16
• 1.2.2 磨削力的研究现状16-17
• 1.2.3 单颗粒磨削的研究现状17-18
• 1.2.3.1 单颗磨粒磨削实验法17-18
• 1.2.3.2 单颗磨粒磨削有限元仿真法18
• 1.3 课题的来源及意义18-19
• 1.3.1 课题的来源18
• 1.3.2 课题研究的意义18-19
• 1.4 课题研究的内容19
• 1.5 本章小结19-21
• 第2章 磨粒有序化排布电镀飞切块的设计和制造21-40
• 2.1 叶序理论以及飞切块的设计21-27
• 2.1.1 叶序理论21-23
• 2.1.2 飞切块的设计23-27
• 2.1.2.1 飞切块的设计23-25
• 2.1.2.2 叶序系数的选择25-27
• 2.2 叶序排布掩膜的制备27-31
• 2.2.1 掩膜版的制备27-28
• 2.2.2 有序化排布掩膜的制备过程28-30
• 2.2.3 CBN磨粒的筛选30-31
• 2.3 电镀飞切块的制造过程31-39
• 2.3.1 电镀原理31-32
• 2.3.2 电镀前处理32-35
• 2.3.3 电镀工艺过程35-38
• 2.3.4 电镀制造设备38-39
• 2.4 本章小结39-40
• 第3章 磨削力的数学模型40-59
• 3.1 磨削力的数学模型的发展40-42
• 3.2 单颗磨粒的磨削力42-48
• 3.3 单颗磨粒的磨损48-53
• 3.4 动态有效磨粒数53-55
• 3.5 叶序排布砂轮的磨削力55-58
• 3.6 本章小结58-59
• 第4章 砂轮磨削钛合金TC4的磨削力实验研究59-69
• 4.1 实验材料及性能59
• 4.2 实验设备及方案59-63
• 4.2.1 实验机床59-60
• 4.2.2 磨削力测量装置60-61
• 4.2.3 磨削力测量系统的搭建61-62
• 4.2.4 实验方案62-63
• 4.3 单颗磨粒有序化排布砂轮磨削力的实验结果及分析63-66
• 4.4 磨粒族有序化排布砂轮磨削力的实验结果及分析66-68
• 4.4.1 工件进给速度对磨削力的影响66-67
• 4.4.2 磨削深度对磨削力的影响67-68
• 4.5 本章小结68-69
• 第5章 单颗磨粒有序化排布飞切块的磨削机理的实验研究69-90
• 5.1 实验条件和方法69-74
• 5.1.1 实验所用机床设备69-70
• 5.1.2 磨削力数据采集系统70
• 5.1.3 工件表面形貌测量设备70-72
• 5.1.4 磨削实验系统的搭建72
• 5.1.5 实验方法72-74
• 5.2 实验结果与分析74-88
• 5.2.1 磨削参数对飞切块的磨削力的影响75-78
• 5.2.1.1 叶序系数对飞切块磨削力的影响75-76
• 5.2.1.2 磨削深度对飞切块磨削力的影响76-77
• 5.2.1.3 工件进给速度对飞切块磨削力的影响77-78
• 5.2.2 磨削参数对磨削力比的影响78-80
• 5.2.3 工件磨削横截面积的变化80-86
• 5.2.4 工件表面形貌分析86-88
• 5.3 本章小结88-90
• 结论90-92
• 参考文献92-98
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果98-99
• 致谢99-100

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本文编号：367993