本文關(guān)鍵詞：單磨粒磨削的物理模擬平臺設(shè)計與實驗研究

  更多相關(guān)文章： 單磨粒磨削 45號鋼 低速劃痕 磨削力 有限元仿真

【摘要】：磨削加工是一種應(yīng)用非常廣泛的精密切削加工方法之一。磨削過程中包括材料的去除、磨屑的形成和磨粒的磨損,并產(chǎn)生磨削力、磨削熱等。磨削過程中產(chǎn)生的磨削力、磨削表面等物理量可以表征磨削中的基本特征和規(guī)律,因此研究磨削力和磨削表面等物理量可以對磨削過程深入了解。本論文在數(shù)控車床上搭建實驗平臺,對常用鋼材45號鋼的磨削性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并用有限元仿真實現(xiàn)單磨粒磨削過程,達(dá)到提高磨削表面質(zhì)量的目的。研究工作主要包括： (1)針對現(xiàn)有單磨粒磨削研究中存在的主要問題,設(shè)計了能夠達(dá)到較高磨削速度的實驗方案；設(shè)計了單磨粒磨削試驗裝置,搭建磨削力測量系統(tǒng)。 (2)對45號鋼進(jìn)行低速劃痕實驗,并用白光干涉儀對劃痕進(jìn)行了測量。研究了低速劃擦下,45號鋼材料在不同壓力下的劃痕形貌和劃痕深度變化情況。 (3)對45號鋼進(jìn)行了單磨粒磨削實驗,測量了不同磨削速度和深度下的磨削力,分析了磨削力(比)隨磨削速度的變化情況以及相同磨削深度下磨削力隨磨削速度的變化情況。 (4)建立了單磨粒磨削的有限元模型,從仿真角度研究單磨粒磨削的磨削機(jī)理。通過有限元軟件對不同條件下的單顆金剛石磨粒的磨削過程進(jìn)行了仿真。從磨削溫度和磨削力兩個方面對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析,研究了磨削速度、磨削深度對磨削力和磨削溫度的影響。
【關(guān)鍵詞】：單磨粒磨削 45號鋼 低速劃痕 磨削力 有限元仿真
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG580.6
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 目錄8-10
• 1 引言10-20
• 1.1 選題背景及其意義10-12
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 論文研究的背景和意義10-12
• 1.2 磨削技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 單磨粒磨削的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 本論文的主要研究工作18-20
• 2 單磨粒磨削實驗平臺設(shè)計20-34
• 2.1 單磨粒磨削運(yùn)動過程分析20-21
• 2.2 單磨粒磨削實驗原理21-24
• 2.2.1 鐘擺實驗法22
• 2.2.2 球-盤摩擦實驗法22-23
• 2.2.3 直線劃擦實驗法23
• 2.2.4 楔形滑擦實驗法23-24
• 2.3 試驗平臺搭建24-31
• 2.3.1 試驗機(jī)床選擇24-26
• 2.3.2 單顆金剛石磨粒工具制備26-27
• 2.3.3 試驗工件結(jié)構(gòu)設(shè)計27-28
• 2.3.4 磨削力測量系統(tǒng)28-29
• 2.3.5 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計29-31
• 2.4 試驗裝置強(qiáng)度校核31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 3 單磨粒磨削實驗研究34-52
• 3.1 試驗條件和試驗方法34-35
• 3.1.1 試驗條件34-35
• 3.1.2 試驗方法35
• 3.2 單磨粒磨削力變化趨勢35-45
• 3.2.1 單磨粒磨削力隨磨削深度變化趨勢39-42
• 3.2.2 單磨粒磨削力隨磨削速度變化趨勢42-45
• 3.3 低速劃痕實驗研究45-50
• 3.3.1 實驗方案設(shè)計45-46
• 3.3.2 實驗結(jié)果分析46-50
• 3.4 本章小結(jié)50-52
• 4 單磨粒切削有限元仿真52-72
• 4.1 單磨粒切削物理力學(xué)模型建立52-55
• 4.1.1 單磨粒切削物理模型52-53
• 4.1.2 單磨粒切削力學(xué)模型建立53-55
• 4.2 單磨粒切削有限元仿真模型建立55-59
• 4.2.1 有限元模擬仿真方法56-57
• 4.2.2 磨粒幾何模型57-58
• 4.2.3 45號鋼材料本構(gòu)模型58-59
• 4.3 單磨粒切削仿真參數(shù)設(shè)計59-61
• 4.4 仿真結(jié)果分析61-71
• 4.4.1 仿真與實驗切削力對比63-66
• 4.4.2 耕犁-切削轉(zhuǎn)變臨界深度66-67
• 4.4.3 磨粒形狀對磨削力的影響67-69
• 4.4.4 磨粒材料對磨削力的影響69
• 4.4.5 磨削過程中的材料溫度變化69-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 5 結(jié)論與展望72-74
• 5.1 全文總結(jié)72
• 5.2 研究展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-76
• 作者簡歷及攻讀碩士/博士學(xué)位期間取得的研究成果76-80
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集8

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本文編號：752285