单颗磨粒磨削窄深槽仿真分析

发布时间：2017-12-24 20:30

本文关键词：单颗磨粒磨削窄深槽仿真分析　出处：《太原理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：窄深槽结构在变量泵的转子以及发动机涡轮叶片中应用广泛,一般是由难切削材料加工而成,在使用电镀CBN砂轮进行窄深槽的磨削加工时,工件表面容易出现磨削热烧伤、磨削力大、砂轮易堵塞等问题,如何合理的解决这些问题,提高窄深槽工件的表面质量,成为当前研究的热点,砂轮作为主要加工工具,磨粒分布差异较大,砂轮表面磨粒的分布状况会对窄深槽工件表面的加工质量产生重要影响,合理的分布有助于提高窄深槽工件的加工效果,因此,合理分析研究磨粒的布置情况对磨削加工的影响有重要的研究意义。磨粒形状、分布间距、旋转角度等因素均存在差异,本文通过仿真的方法从单颗磨粒的角度分析研究磨粒布置情况以及形状变化等因素对磨削性能的影响,利用Deform-3D软件做了模拟仿真,主要做了以下几方面的工作:(1)窄深槽磨削的理论分析,从磨粒形状的汇总、接触弧长计算、磨削力理论模型的建立、磨削热的分析、磨粒的磨损研究等方面对砂轮的磨削过程进行了理论分析,为后续的仿真研究奠定了理论基础。(2)通过将磨粒形状汇总分析,选取转动影响较大的棱锥状与多面体形磨粒作为研究对象,运用Deform-3D软件仿真分析研究了磨粒转动角度发生变化时,磨削热、磨削力以及切屑形态的变化规律,通过对单颗磨粒的转动角度的仿真研究发现:棱锥状磨粒在旋转角度达到45°时,切屑的流动情况、磨削加工中的最高温度都达到了最佳状态,多面体磨粒在转动角度达到90°时,切屑的流动效果以及磨削中的最高温度都达到最佳。(3)将带有钝圆的圆锥状磨粒以及棱锥状磨粒作为磨粒的模型,利用deform-3d软件仿真分析研究了钝圆半径以及顶角取值的变化对于磨削热、磨削力和切屑形态的影响,同时也进行了棱锥状磨粒与带有钝圆的圆锥状磨粒切屑形态和磨削力的对比分析,通过仿真发现:随着钝圆半径的增大磨削力也在不断增大,温度呈现出先减小后增大的变化趋势,随着顶角的增大磨削力不断增大,磨削温度呈现先增大后减小的趋势,棱锥状磨粒切屑流动性比带有钝圆的圆锥状差一些,磨削力的波动大一些。(4)磨削加工中磨粒的运动速度、切削深度、工件的移动速度等均会对工件加工表面的质量产生重要影响,仿真时选取一小段工件作为工件模型,利用deform-3d软件仿真分析了单颗磨粒磨削ocr18ni9奥氏体不锈钢材料的窄深槽零件时,磨粒的运动速度以及磨粒切削深度对磨削加工中最高温度、磨削力以及切屑形态的影响,通过仿真发现:随着磨粒运动速度的增加磨削中最高温度不断增加,磨削力也在不断增加,随着切削深度的增加,最高温度在一定的范围内波动,磨削力在不断的增加。通过对单颗磨粒转动角度、钝圆半径、切削深度、切削速度对磨削温度、切屑形态和磨削力影响的分析,可以对于分析并发现在利用电镀cbn砂轮做窄深槽磨削加工时存在的磨削热烧伤、易堵塞砂轮以及磨削力较大等问题产生的原因、相关的影响因素、解决方案等做出深入的研究,为窄深槽的磨削加工制备高质量的砂轮提供理论指导。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG580.6

【参考文献】