基于端面微磨削的硬脆材料磨削力建模研究
发布时间：2021-01-17 19:34
随着科技的发展,微型化零件在航天、国防、机械等领域的应用越来越广泛。工程陶瓷和玻璃等硬脆材料具有高硬度、高强度、良好的耐磨性等良好的物理性能和力学性能,能够在高温、高压、高速以及重载的环境中可靠并且持续的使用,尤其受到尖端行业的重视。由于硬脆材料的硬脆特性及其零件的微型化要求,使其加工较为困难而限制了其推广应用。现有的微加工技术对复杂型面的硬脆材料微型零件的加工仍具有磨削力大、加工表面质量较差等不足,本文采用端面微磨削的加工方式解决微加工研究中现存的问题,为其能为实际零件的加工奠定基础。磨削力作为磨削机理研究主要的特征参数之一,本文主要针对硬脆材料端面微磨削的切削力进行研究。在端面微磨削过程中,由于磨削深度是固定值,所以本课题在微磨削机理的研究中选择未变形切屑厚度作为连接加工参数和磨削结果的重要参数。由于微磨削中磨削深度和磨粒半径的比值远小于1,所以单颗磨粒的分析对其十分重要,本文从单颗磨粒材料去除的角度进行研究,首先分析了微磨削过程的不同磨削方式,并通过脆塑转变机理的研究,分别建立对应的各临界位置的未变形切屑厚度的模型。其次,分别建立瞬时切削厚度模型、未变形切屑厚度模型、单颗磨削力模...
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 磨削力建模研究现状
1.2.1 基于数据回归分析的磨削力建模研究
1.2.2 基于人工智能法的磨削力建模研究
1.2.3 基于解析几何法的磨削力建模研究
1.3 目前研究存在的问题
1.4 课题主要研究工作
第二章 硬脆材料端面微磨削过程分析
2.1 引言
2.2 端面磨削原理研究
2.3 端面微磨削过程硬脆材料去除方式分析
2.3.1 硬脆材料的脆塑转变机理分析
2.3.2 微磨削过程中材料去除方式分析
2.4 不同磨削阶段临界未变形切屑厚度h的确定
2.4.1 塑性变形去除阶段和脆塑混合去除阶段临界hc的确定
2.4.2 脆塑混合去除阶段和脆性断裂去除阶段临界hd的确定
2.5 本章小结
第三章 单颗磨粒微磨削力研究
3.1 引言
3.2 切削厚度模型的建立
3.2.1 磨削过程中条件假设
3.2.2 未变形切屑厚度hm的求解
3.2.3 瞬时切削厚度s的求解
3.3 单颗磨粒受力分析
3.4 单颗磨粒受力仿真分析
3.5 本章小结
第四章 硬脆材料端面微磨削力建模及分析
4.1 引言
4.2 砂轮磨粒参数的确定
4.3 磨削力模型的建立
4.4 磨削力对已加工表面质量的影响分析
4.5 本章小结
第五章 硬脆材料端面微磨削实验研究
5.1 引言
5.2 实验设置
5.2.1 实验平台的搭建
5.2.2 砂轮和工件的选择
5.2.3 端面微磨削实验正交实验设计
5.3 磨削力模型验证
5.3.1 磨削力模型中参数的确定
5.3.2 磨削力模型的验证
5.4 加工参数对磨削力的影响研究
5.4.1 加工参数对磨削力的影响规律
5.4.2 各加工参数对磨削力比的影响规律
5.5 不同磨削参数对已加工表面质量分析
5.5.1 不同材料
5.5.2 砂轮转速
5.5.3 工件进给速度
5.5.4 磨削深度
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于运动学与动力学分析的极坐标超声振动端面微磨削机理研究[J]. 孙凌宇,李辉,赵岩,张硕,曹志民. 工具技术. 2014(09)
[2]硬脆材料磨削力建模研究现状与展望[J]. 张建华,张硕,赵岩,魏智. 工具技术. 2014(08)
[3]基于超声振动端面微磨削的硬脆材料去除机理及实验平台研究[J]. 张建华,张硕,赵岩,魏智,李儒君. 河北工业大学学报. 2014(02)
[4]基于数值建模的砂轮形貌仿真与测量[J]. 刘月明,巩亚东,曹振轩. 机械工程学报. 2012(23)
[5]硬脆材料微磨削表面形成机理试验研究[J]. 程军,巩亚东,武治政,王超,曹振轩,刘月明. 机械工程学报. 2012(21)
[6]工程陶瓷高速深磨磨削力模型的研究[J]. 谢桂芝,尚振涛,盛晓敏,吴耀,余剑武. 机械工程学报. 2011(11)
[7]基于真实刀刃轨迹的立铣刀切削厚度模型[J]. 闫雪,陶华,蔡晋,李海滨. 机械工程学报. 2011(01)
[8]基于Deform-2D的单颗磨粒磨削过程的有限元分析[J]. 张明,傅蔡安. 工具技术. 2010(10)
[9]正交试验设计和分析方法研究[J]. 刘瑞江,张业旺,闻崇炜,汤建. 实验技术与管理. 2010(09)
[10]刀具切削刃钝圆对微细切削加工尺寸效应影响的有限元模拟研究[J]. 曹自洋,何宁,李亮. 机械科学与技术. 2009(02)
博士论文
[1]基于单颗磨粒切削的淬硬模具钢磨削机理研究[D]. 言兰.湖南大学 2010
硕士论文
[1]基于BP神经网络和遗传算法对工程陶瓷磨削力建模的研究[D]. 周会娜.天津大学 2007
本文编号：2983468
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 磨削力建模研究现状
1.2.1 基于数据回归分析的磨削力建模研究
1.2.2 基于人工智能法的磨削力建模研究
1.2.3 基于解析几何法的磨削力建模研究
1.3 目前研究存在的问题
1.4 课题主要研究工作
第二章 硬脆材料端面微磨削过程分析
2.1 引言
2.2 端面磨削原理研究
2.3 端面微磨削过程硬脆材料去除方式分析
2.3.1 硬脆材料的脆塑转变机理分析
2.3.2 微磨削过程中材料去除方式分析
2.4 不同磨削阶段临界未变形切屑厚度h的确定
2.4.1 塑性变形去除阶段和脆塑混合去除阶段临界hc的确定
2.4.2 脆塑混合去除阶段和脆性断裂去除阶段临界hd的确定
2.5 本章小结
第三章 单颗磨粒微磨削力研究
3.1 引言
3.2 切削厚度模型的建立
3.2.1 磨削过程中条件假设
3.2.2 未变形切屑厚度hm的求解
3.2.3 瞬时切削厚度s的求解
3.3 单颗磨粒受力分析
3.4 单颗磨粒受力仿真分析
3.5 本章小结
第四章 硬脆材料端面微磨削力建模及分析
4.1 引言
4.2 砂轮磨粒参数的确定
4.3 磨削力模型的建立
4.4 磨削力对已加工表面质量的影响分析
4.5 本章小结
第五章 硬脆材料端面微磨削实验研究
5.1 引言
5.2 实验设置
5.2.1 实验平台的搭建
5.2.2 砂轮和工件的选择
5.2.3 端面微磨削实验正交实验设计
5.3 磨削力模型验证
5.3.1 磨削力模型中参数的确定
5.3.2 磨削力模型的验证
5.4 加工参数对磨削力的影响研究
5.4.1 加工参数对磨削力的影响规律
5.4.2 各加工参数对磨削力比的影响规律
5.5 不同磨削参数对已加工表面质量分析
5.5.1 不同材料
5.5.2 砂轮转速
5.5.3 工件进给速度
5.5.4 磨削深度
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于运动学与动力学分析的极坐标超声振动端面微磨削机理研究[J]. 孙凌宇,李辉,赵岩,张硕,曹志民. 工具技术. 2014(09)
[2]硬脆材料磨削力建模研究现状与展望[J]. 张建华,张硕,赵岩,魏智. 工具技术. 2014(08)
[3]基于超声振动端面微磨削的硬脆材料去除机理及实验平台研究[J]. 张建华,张硕,赵岩,魏智,李儒君. 河北工业大学学报. 2014(02)
[4]基于数值建模的砂轮形貌仿真与测量[J]. 刘月明,巩亚东,曹振轩. 机械工程学报. 2012(23)
[5]硬脆材料微磨削表面形成机理试验研究[J]. 程军,巩亚东,武治政,王超,曹振轩,刘月明. 机械工程学报. 2012(21)
[6]工程陶瓷高速深磨磨削力模型的研究[J]. 谢桂芝,尚振涛,盛晓敏,吴耀,余剑武. 机械工程学报. 2011(11)
[7]基于真实刀刃轨迹的立铣刀切削厚度模型[J]. 闫雪,陶华,蔡晋,李海滨. 机械工程学报. 2011(01)
[8]基于Deform-2D的单颗磨粒磨削过程的有限元分析[J]. 张明,傅蔡安. 工具技术. 2010(10)
[9]正交试验设计和分析方法研究[J]. 刘瑞江,张业旺,闻崇炜,汤建. 实验技术与管理. 2010(09)
[10]刀具切削刃钝圆对微细切削加工尺寸效应影响的有限元模拟研究[J]. 曹自洋,何宁,李亮. 机械科学与技术. 2009(02)
博士论文
[1]基于单颗磨粒切削的淬硬模具钢磨削机理研究[D]. 言兰.湖南大学 2010
硕士论文
[1]基于BP神经网络和遗传算法对工程陶瓷磨削力建模的研究[D]. 周会娜.天津大学 2007
本文编号：2983468
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