超高速磨削技術(shù)具有高效率、高精度等特征,在加工制造領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛,但是超高速磨削理論與傳統(tǒng)磨削理論有較大區(qū)別。鑒于整體研究磨削過程較為困難,所以采用研究單顆磨粒的切削過程的方法來研究磨削機理。應(yīng)用有限元軟件仿真的方法代替實驗方法研究單顆磨粒切削過程及機理,為超高速磨削工藝的工程應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。本文基于有限元分析方法對單顆磨粒超高速磨削45鋼過程進行仿真研究,結(jié)合單顆磨粒高速磨削實驗,開展如下研究工作:1.分析單顆磨粒球頂圓錐體簡化模型;研究單顆磨粒磨削工件材料過程中的彈性劃擦、耕犁和切屑形成三個階段,分析磨粒切削過程中的材料變形特性;設(shè)立單顆磨粒的第一道磨削接觸弧長和基本的磨削痕跡接觸弧長度理論公式,從切削變形力和摩擦力兩個方面研究了單顆磨粒磨削力公式。2.建立45鋼材料模型,設(shè)計45鋼材料本構(gòu)方程和斷裂準則。建立單顆磨粒切削仿真的幾何模型,定義材料屬性、接觸關(guān)系、載荷及邊界條件,對模型單元進行劃分,為單顆磨粒切削仿真試驗做好準備工作。3.對不同磨粒切削速度、切削深度和前角角度等因素下,工件材料的切削應(yīng)力和塑性變形分布進行仿真分析,研究不同磨削工藝參數(shù)對工件材料切削應(yīng)力和塑性變形的影響... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１?ＣＢＮ磨粒??砂輪的制備過程、制備工藝決定了每一顆磨粒都各不相同，磨粒的尺寸也??

的裸露部分近似為圓錐體，磨粒表面存在微細切削刃，也可以視作球頂圓錐體；??還有研究人員認為磨粒切削部分近似為圓球體，表面存有微細切削刃［１９］。目前??常用的單顆磨粒簡化模型如圖２－２所示。??＇ｒ—ｖ??（ａ＞圓錐體?（ｂ）球頂圓錐體?梭體??（ｄ＞圓球體?（ｅ＞截角八面體?（ｆ）多棱柱體??圖２－２單顆磨粒簡化模型??但是，實際的磨粒包含了棱錐體的棱角切削刃特性，由于微細磨削刃整體??呈現(xiàn)球形的特征。因此，本課題研究磨粒簡化為球頂圓錐形，即包含了棱錐形??磨粒的特性，又很好兼顧微細磨削刃的球形特性，通過調(diào)整圓錐體的錐頂角能??模擬常用的磨粒結(jié)構(gòu)。??２．２單顆磨粒磨削過程??根據(jù)砂輪磨削工件的過程可知，砂輪表面磨粒隨砂輪沿著圓弧形軌跡運動。??磨粒作用于工件材料時，磨粒逐漸切入工件，按照磨粒切入深度不同，將砂輪??切削過程中單顆磨粒切除材料分為三個階段［２（）］，切削過程示意圖如圖２－３所示。??第一階段為滑擦階段，即該階段內(nèi)磨粒與工件之間只進行滑擦作用。這為??砂輪磨粒切削零件材料初始階段

的裸露部分近似為圓錐體，磨粒表面存在微細切削刃，也可以視作球頂圓錐體；??還有研究人員認為磨粒切削部分近似為圓球體，表面存有微細切削刃［１９］。目前??常用的單顆磨粒簡化模型如圖２－２所示。??＇ｒ—ｖ??（ａ＞圓錐體?（ｂ）球頂圓錐體?梭體??（ｄ＞圓球體?（ｅ＞截角八面體?（ｆ）多棱柱體??圖２－２單顆磨粒簡化模型??但是，實際的磨粒包含了棱錐體的棱角切削刃特性，由于微細磨削刃整體??呈現(xiàn)球形的特征。因此，本課題研究磨粒簡化為球頂圓錐形，即包含了棱錐形??磨粒的特性，又很好兼顧微細磨削刃的球形特性，通過調(diào)整圓錐體的錐頂角能??模擬常用的磨粒結(jié)構(gòu)。??２．２單顆磨粒磨削過程??根據(jù)砂輪磨削工件的過程可知，砂輪表面磨粒隨砂輪沿著圓弧形軌跡運動。??磨粒作用于工件材料時，磨粒逐漸切入工件，按照磨粒切入深度不同，將砂輪??切削過程中單顆磨粒切除材料分為三個階段［２（）］，切削過程示意圖如圖２－３所示。??第一階段為滑擦階段，即該階段內(nèi)磨粒與工件之間只進行滑擦作用。這為??砂輪磨粒切削零件材料初始階段

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于單顆磨粒切削的淬硬模具鋼磨削機理研究[D]. 言蘭.湖南大學 2010
[2]汽車覆蓋件模具高速切削加工過程的數(shù)值模擬與關(guān)鍵工藝技術(shù)研究[D]. 阮景奎.浙江大學 2007

碩士論文
[1]高速切削力的動態(tài)數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 李作麗.山東大學 2005



本文編號：3333853