超高速砂轮基体动静特性的研究

发布时间：2023-05-04 02:39

　　超高速磨削技术是现代新材料技术、制造技术、控制技术、测试技术和实验技术的高度集成,具有加工质量好、加工效率高的特点,对难磨材料的加工实现了突破性的进展,是磨削加工工艺的革命性改变。超高速磨削技术的研究主要围绕超高速大功率主轴、超高速磨削砂轮和超高速磨削机理等几个关键部分展开,其中超高速砂轮作为磨削的直接接触对象,其性能直接影响了超高速磨削的过程。现阶段,根据不同的超高速砂轮基体材料,超高速砂轮主要有金属基体砂轮和CFRP砂轮。金属基体砂轮的质量比CFRP砂轮的质量明显较大,这就导致了金属基体砂轮在磨削加工中由于离心力的作用而产生较大的径向变形,从而破坏砂轮基体和节块,降低砂轮使用的安全性和可靠性,另外金属基体砂轮使主轴负荷增加,降低主轴使用寿命。虽然CFRP砂轮质量较轻,但CFRP价格昂贵,难以加工,所以CFRP砂轮需要极高的制作成本。由于CFRP砂轮自身结构的影响、砂轮基体不同的铺层方式、节块的制作和使用数量、以及轻质基体和节块粘接等都还存在许多问题没有解决,这些因素都严重阻碍了CFRP砂轮的使用,因此及时的开展超高速砂轮基体动静特性的研究,不仅可以推动超高速砂轮技术的发展,为超高速...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究背景及意义
    1.3 国内外相关技术发展现状
        1.3.1 超高速砂轮国外研究现状
        1.3.2 超高速砂轮国内研究现状
    1.4 项目研究内容
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
        1.4.3 课题创新点
2 砂轮基体对砂轮磨削性能的影响
    2.1 砂轮基体形状对砂轮磨削性能的影响
        2.1.1 砂轮几何建模
        2.1.2 砂轮基体形状设计
        2.1.3 砂轮材料属性
        2.1.4 边界条件和载荷
        2.1.5 网格划分
        2.1.6 砂轮径向总变形和最大等效应力分析
    2.2 CFRP砂轮与金属基体砂轮磨削性能对比
        2.2.1 砂轮几何建模
        2.2.2 砂轮材料属性
        2.2.3 砂轮径向总变形和最大等效应力分析
        2.2.4 砂轮模态分析
    2.3 本章小结
3 CFRP砂轮的设计与制作
    3.1 碳纤维复合材料特性
        3.1.1 结构特性
        3.1.2 加工特性
    3.2 碳纤维复合材料铺层原则
    3.3 碳纤维复合材料性能测试
        3.3.1 实验原料
        3.3.2 实验设备
        3.3.3 拉伸性能
    3.4 不同铺层方式对砂轮基体力学特性影响
        3.4.1 有限元模型建立
        3.4.2 砂轮基体铺层方式
        3.4.3 边界条件和载荷
        3.4.4 不同铺层方式砂轮基体应力和径向变形量
        3.4.5 不同铺层方式砂轮基体固有频率
    3.5 CFRP砂轮的制作
        3.5.1 CFRP砂轮的结构设计
        3.5.2 CFRP砂轮基体的制作
        3.5.3 CFRP砂轮节块的制作
    3.6 本章小结
4 高速超高速砂轮磨削性能试验
    4.1 实验条件
        4.1.1 实验设备
        4.1.2 砂轮
        4.1.3 磨削工艺参数
    4.2 砂轮磨削速度对径向变形影响
    4.3 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介、攻读硕士学位期间发表的学术论文和研究成果



本文编号：3807785