采用弹性磨具对M300磨抛的微观接触参数模型研究

发布时间：2017-10-25 23:21

  本文关键词：采用弹性磨具对M300磨抛的微观接触参数模型研究

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【摘要】：采用传统加工方法加工硬质材料工件时,难以在工件接触点上保持稳定压力并均匀去除残留。“以刚克刚”,“以硬克刚”的加工去除模式由于极限性,受到了化学机械抛光、柔体磨粒等加工方式的挑战。采用弹性磨具对硬质材料工件进行加工,由于弹性磨具基材较软,不易在被加工表面形成划痕,具有磨粒分布均匀等优点。但是弹性磨具加工工件时产生的弹性退让不可控且呈多样性,导致弹性磨具呈非常量磨损,磨抛效率不高,且磨抛参数对表面精度影响没有得到理论上的阐释。因此研究磨抛参数与磨抛效果间的关系并进行优化,具有非常重要的意义。本文围绕弹性力学和赫兹接触理论研究弹性磨具与硬质合金工件接触特征,建立弹性磨具磨抛工件表面微观接触模型。首先利用赫兹接触理论分析接触圆内残留峰所受赫兹力的分布规律,从球体与球体接触关系式,变形后得到球体与平面接触关系式;然后根据弹性磨具磨抛工件时所受法向应力、线速度、切削力三个重要参数,研究接触圆内单个残留峰高度移除规律;以轮廓微观不平度的平均间距作为单个残留峰的行距进行积分,得到整个接触圆内残留峰移除高度随时间变化规律;其后结合实际磨抛,做出残留峰移除面积随磨抛参数变化影响规律图表;根据最小二乘法算得移除率的函数式预估参数值。最后利用田口方法设计试验,经过对数变换分离试验参数,建立直交表,根据赫兹理论推导的公式调整磨抛因子变化量,验证各影响参数设计的合理性,并对比了不同参数组合模型下工件的表面特征。实验结果表明,采用一定的参数组合,可达到最优的表面精度。本研究得到国家自然科学基金(51375361)的资助。
【关键词】：弹性磨具 赫兹理论 田口方法 残留峰分布 移除率
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG580.6
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 选题背景与课题来源8
• 1.2 光整加工发展及研究状况8-10
• 1.3 硬质合金特点及应用10-12
• 1.3.1 硬质合金的特点10-11
• 1.3.2 硬质合金的应用11-12
• 1.4 我国在超精密加工方面的研究工作12
• 1.5 采用弹性磨具对工件表面磨抛技术12-15
• 1.5.1 影响磨抛效果的主要因素12-13
• 1.5.2 弹性磨具加工的优势及缺陷13-15
• 1.6 论文总体结构安排15-16
• 1.7 本章小结16-18
• 2 磨抛微观模型及残留峰几何特征分析18-22
• 2.1 工件表面残留峰几何模型分析研究18-21
• 2.1.1 理想的磨抛表面残留状态与实际表面残留状态18-20
• 2.1.2 接触圆内建立三角形残留峰几何模型20-21
• 2.2 本章小结21-22
• 3 赫兹接触理论在接触模型中的应用22-30
• 3.1 引言22
• 3.2 赫兹接触理论概念及分析方法22-23
• 3.2.1 两球体接触的赫兹接触理论模型23
• 3.3 利用赫兹接触理论建立接触模型23-28
• 3.3.1 仅受法向力的静态磨抛磨抛模型分析24-25
• 3.3.2 受进给速度影响的平面磨抛模型分析25-27
• 3.3.3 受进给速度影响的曲面磨抛模型分析27-28
• 3.4 本章小结28-30
• 4 磨抛参数与残留峰移除率及移除面积关系模型30-40
• 4.1 磨抛参数对磨抛效果的影响30
• 4.2 建立应力参数对移除率的理论关系30-33
• 4.2.1 建立理论关系的目的30
• 4.2.2 数学推导过程30-33
• 4.3 试验结果及分析33-37
• 4.4 本章小结37-40
• 5 田口方法构建试验模型40-56
• 5.1 田口方法的概念和理论依据40-44
• 5.1.1 田口方法基本思想40-41
• 5.1.2 田口方法的特点41
• 5.1.3 田口方法的功效41-42
• 5.1.4 田口方法实施步骤42-44
• 5.1.5 田口方法在磨抛试验中的应用44
• 5.2 移除面积设计因子的构建44-50
• 5.2.1 对数变换44-46
• 5.2.2 加法模型46-48
• 5.2.3 移除面积与磨抛影响因子关系理论模型48-50
• 5.3 试验模型的建立50-52
• 5.4 确认实验52-55
• 5.5 本章小结55-56
• 6 总结与展望56-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士期间获奖情况62-63
• 攻读硕士期间发表的文章63-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 ;M300模具钢[J];热处理技术与装备;2015年01期

2 杨勇;阎秋生;路家斌;刘毅;高伟强;;磁流变效应即效微磨头平面抛光研究[J];机床与液压;2009年12期

3 曾凤章 ,赵霞;田口方法及其标准化设计[J];机械工业标准化与质量;2003年11期

4 宋敏;真实粗糙表面接触模型的研究[J];机械科学与技术;2001年05期

5 吴晓君;孙树栋;;弹性磨具磨抛参数相关性的实验研究[J];机械科学与技术;2011年06期

6 周志雄;周秦源;任莹晖;;复杂曲面加工技术的研究现状与发展趋势[J];机械工程学报;2010年17期

7 朱华;吴兆宏;李刚;葛世荣;;煤矿机械磨损失效研究[J];煤炭学报;2006年03期

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本文编号：1095974