【摘要】：工程陶瓷具有的高硬度和高耐磨性使其成功應(yīng)用于耐火材料以及汽車(chē)零部件領(lǐng)域,隨著陶瓷材料應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,對(duì)于其邊界質(zhì)量及高效去除提出了新的要求。由于超聲加工能夠改善陶瓷材料難加工特性、提高加工質(zhì)量及加工效率,因此超聲技術(shù)在加工陶瓷材料方面應(yīng)用日益廣泛。此外,由于支持向量機(jī)(SVM)在數(shù)據(jù)回歸方面出色的學(xué)習(xí)性能,使其成為數(shù)據(jù)回歸分析必不可少的工具�；诖�,本文對(duì)超聲輔助磨削ZTA陶瓷內(nèi)圓邊界損傷及去除率進(jìn)行了研究。首先,基于壓痕邊緣破碎估測(cè)韌性理論以及超聲輔助內(nèi)圓磨削力模型,得到陶瓷內(nèi)圓磨削邊界損傷深度模型,通過(guò)仿真分析發(fā)現(xiàn)陶瓷邊界損傷深度值h隨著斷裂韌性值K_(IC)的增大而減小,隨著載荷P的增大而增大;基于壓痕斷裂力學(xué)以及陶瓷材料磨削去除理論建立了陶瓷內(nèi)圓磨削去除率模型,并分析發(fā)現(xiàn)超聲磨削下單顆磨粒的切削溝槽寬度比普通磨削時(shí)要寬,切削寬度的增加必然引起材料去除率的提高。其次,開(kāi)展磨削試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)超聲振動(dòng)下ZTA陶瓷邊界損傷程度明顯低于普通磨削,同時(shí),對(duì)不同磨削深度下的邊界損傷深度值進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn),隨著磨削深度的增加,邊界損傷深度值增加明顯。另外,在磨削深度和工件速度對(duì)于材料去除率的影響試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),材料去除率隨磨削深度增加而增加,而超聲振動(dòng)下材料去除率隨磨削深度的增加高于普通磨削,另外發(fā)現(xiàn)工件速度對(duì)材料去除率影響較弱。最后,基于支持向量學(xué)習(xí)機(jī)理論,編寫(xiě)支持向量機(jī)仿真程序,綜合考慮磨削深度、砂輪轉(zhuǎn)速、工件轉(zhuǎn)速以及超聲振動(dòng)對(duì)內(nèi)圓邊界損傷深度及材料去除率的影響,基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)支持向量機(jī)參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練,確定最優(yōu)參數(shù)值;建立支持向量機(jī)陶瓷內(nèi)圓邊界損傷及材料去除率預(yù)測(cè)模型,并得到仿真預(yù)測(cè)值。對(duì)比仿真預(yù)測(cè)值和試驗(yàn)值,發(fā)現(xiàn),基于支持向量機(jī)建立的邊界損傷模型以及去除率模型誤差率在5.79%以?xún)?nèi),支持向量機(jī)在數(shù)據(jù)回歸方面具有可靠的性能。
【圖文】：

在磨削加工中，，由于工程陶瓷本身的脆硬性使得在對(duì)其進(jìn)行磨削加工中邊緣壓潰、破碎以及材料去除率低，加工效率低等問(wèn)題，其中磨削力是邊界質(zhì)量及去除率的關(guān)鍵因素，因此有必要對(duì)內(nèi)圓磨削力進(jìn)行建模分析研究如何能夠通過(guò)建立有效的模型，尋找減少邊界損傷、提高材料去除有十分重要的意義。 內(nèi)圓磨削邊界損傷模型1 內(nèi)圓磨削邊界損傷模型建立由于陶瓷材料本身的硬脆性使得對(duì)其加工多采用磨削的方式，在砂輪切表面時(shí)，突如其來(lái)的沖擊作用力使工件極易在邊緣處發(fā)生崩碎和破裂的瓷材料的傳統(tǒng)加工中，通常依靠工人師傅多年來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)盡量避免的狀況，缺少理論的指導(dǎo)。本節(jié)將建立在內(nèi)圓磨削中陶瓷材料的邊界損型，損傷幾何模型如圖 2-1 所示。

圖 2-2 斷裂韌性值 K IC、法向力 P 與邊界損傷值 h 的關(guān)系 The relationship between fracture toughness value K IC, normal force Pandamage value h圓磨削力模型削加工中，磨削力主要來(lái)源于工件與砂輪在接觸過(guò)程中引起的彈變形以及磨粒與工件之間的摩擦作用，它是表征磨削過(guò)程的重要力的大小會(huì)影響整個(gè)加工系統(tǒng)的穩(wěn)定性，直接影響到待加工工件此外，控制磨削力能夠控制加工過(guò)程中裂紋的產(chǎn)生，對(duì)材料邊界要的作用。另外，磨削力大小不僅可以反映出砂輪和工件之間的夠進(jìn)一步揭示磨削機(jī)理、優(yōu)化磨削參數(shù)值，同時(shí)也是建立邊界損因此，對(duì)于磨削力的研究有著重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。顆磨粒的接觸弧長(zhǎng)
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TG580.6;TG663

【參考文獻(xiàn)】

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1 王騫;楊長(zhǎng)勇;傅玉燦;徐九華;楊能閣;閆文;;超聲輔助內(nèi)圓磨削不銹鋼研究[J];金剛石與磨料磨具工程;2015年05期

2 吳玉厚;王宇;李頌華;王賀;;氧化鋯陶瓷軸承套圈內(nèi)圓磨削力的試驗(yàn)研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2015年09期

3 張孟R

本文編號(hào)：2704190