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(guò)程較為困難,所以采用研究單顆磨粒的切削過(guò)程的方法來(lái)研究磨削機(jī)理。應(yīng)用有限元軟件仿真的方法代替實(shí)驗(yàn)方法研究單顆磨粒切削過(guò)程及機(jī)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(duì)單顆磨粒超高速磨削45鋼過(guò)程進(jìn)行仿真研究,結(jié)合單顆磨粒高速磨削實(shí)驗(yàn),開(kāi)展如下研究工作:1.分析單顆磨粒球頂圓錐體簡(jiǎn)化模型;研究單顆磨粒磨削工件材料過(guò)程中的彈性劃擦、耕犁和切屑形成三個(gè)階段,分析磨粒切削過(guò)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(zhǎng)和基本的磨削痕跡接觸弧長(zhǎng)度理論公式,從切削變形力和摩擦力兩個(gè)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(jì)45鋼材料本構(gòu)方程和斷裂準(zhǔn)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(duì)模型單元進(jìn)行劃分,為單顆磨粒切削仿真試驗(yàn)做好準(zhǔn)備工作。3.對(duì)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(jìn)行仿真分析,研究不同磨削工藝參數(shù)對(duì)工件材料切削應(yīng)力和塑性變形的影響... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１?ＣＢＮ磨粒??砂輪的制備過(guò)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(xì)切削刃，也可以視作球頂圓錐體；??還有研究人員認(rèn)為磨粒切削部分近似為圓球體，表面存有微細(xì)切削刃［１９］。目前??常用的單顆磨粒簡(jiǎn)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(jiǎn)化模型??但是，實(shí)際的磨粒包含了棱錐體的棱角切削刃特性，由于微細(xì)磨削刃整體??呈現(xiàn)球形的特征。因此，本課題研究磨粒簡(jiǎn)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(xì)磨削刃的球形特性，通過(guò)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(guò)程??根據(jù)砂輪磨削工件的過(guò)程可知，砂輪表面磨粒隨砂輪沿著圓弧形軌跡運(yùn)動(dòng)。??磨粒作用于工件材料時(shí)，磨粒逐漸切入工件，按照磨粒切入深度不同，將砂輪??切削過(guò)程中單顆磨粒切除材料分為三個(gè)階段［２（）］，切削過(guò)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(jìn)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(xì)切削刃，也可以視作球頂圓錐體；??還有研究人員認(rèn)為磨粒切削部分近似為圓球體，表面存有微細(xì)切削刃［１９］。目前??常用的單顆磨粒簡(jiǎn)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(jiǎn)化模型??但是，實(shí)際的磨粒包含了棱錐體的棱角切削刃特性，由于微細(xì)磨削刃整體??呈現(xiàn)球形的特征。因此，本課題研究磨粒簡(jiǎn)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(xì)磨削刃的球形特性，通過(guò)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(guò)程??根據(jù)砂輪磨削工件的過(guò)程可知，砂輪表面磨粒隨砂輪沿著圓弧形軌跡運(yùn)動(dòng)。??磨粒作用于工件材料時(shí)，磨粒逐漸切入工件，按照磨粒切入深度不同，將砂輪??切削過(guò)程中單顆磨粒切除材料分為三個(gè)階段［２（）］，切削過(guò)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(jìn)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(xiàn)】：
期刊論文
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[3]單顆磨粒磨削仿真研究進(jìn)展[J]. 劉偉,劉仁通,鄧朝暉,商圓圓.  宇航材料工藝. 2018(04)
[4]ZrO2陶瓷平面磨削力仿真分析與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張珂,趙國(guó)歡,孫健,王卿源,王維東.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2018(05)
[5]正交試驗(yàn)法優(yōu)化鈦合金磨削參數(shù)[J]. 吳東.  數(shù)碼設(shè)計(jì). 2017(04)
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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(jī)理研究[D]. 言蘭.湖南大學(xué) 2010
[2]汽車覆蓋件模具高速切削加工過(guò)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(xué) 2007

碩士論文
[1]高速切削力的動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李作麗.山東大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3333853