本文關(guān)鍵詞：超高速磨削材料去除機理的研究

  更多相關(guān)文章： 超高速磨削 磨削力 材料去除 有限元模擬 試驗構(gòu)建

【摘要】：超高速磨削是磨削技術(shù)發(fā)展的趨勢和方向。由于超高速磨削具有其它機械加工方式無法比擬的優(yōu)越性——更好的加工表面質(zhì)量和更高的生產(chǎn)效率,超高速磨削加工得到世界各國的重視。我國超高速磨削的起步較晚,為了能夠趕上德國、日本、美國等國家的技術(shù)水平更好的促進國內(nèi)生產(chǎn)制造業(yè)的發(fā)展,迫切的需要投入大量的人員和資金進行超高速磨削理論、工藝及相關(guān)設(shè)備的研究。材料去除是磨削加工的根本目的,因此,本文依托山西省自然科學(xué)基金資助項目(2013011024),選定超高速磨削材料去除機理作為研究方向,以期對我國超高速磨削加工事業(yè)的發(fā)展貢獻微薄的力量。首先,本文通過分析磨削的特點,構(gòu)建出整體為圓錐,錐頂為球形的磨粒模型,并基于此模型推導(dǎo)出單顆磨粒磨削時的切向磨削力和法向磨削力以及砂輪磨削時的切向磨削力和法向磨削力的理論公式；分析了磨削過程的三個階段、法向磨削力和切向磨削力的作用狀態(tài)和磨削力比；理論推導(dǎo)出砂輪上磨粒的磨削軌跡方程,利用MATLAB軟件繪制磨削軌跡曲線,在分析軌跡曲線的基礎(chǔ)上構(gòu)建單顆磨粒磨削的幾何模型。其次通過workbench軟件模擬單顆磨粒材料去除過程,并得到以下的結(jié)論：首先,單顆磨粒的磨削過程分為三個階段,滑擦階段、耕犁階段和材料去除階段；在材料去除階段,磨粒的沖擊成為接觸區(qū)的材料內(nèi)部應(yīng)力更重要的來源。在沖擊與摩擦的雙重作用下,接觸區(qū)的材料在磨粒與后續(xù)進入接觸區(qū)材料的擠壓下形成切屑并溢出。其次,磨削層深度達到臨界磨削深度時,切屑才會產(chǎn)生。其他條件相同時,磨削速度越高,臨界磨削深度越��；其他條件相同時,磨粒磨削刃半徑越大,臨界磨削深度越�。黄渌麠l件相同時,工件材料不同,臨界磨削深度不同。然后,在其它參數(shù)相同時,磨削刃半徑越大,塑性變形區(qū)越大。最后,滑擦和耕犁階段時,工件材料的最大等效應(yīng)力隨磨削深度的變大而變大；材料去除階段時,工件材料的最大等效應(yīng)力基本穩(wěn)定。本文設(shè)計了超高速磨削單顆磨粒磨削的試驗方法,并分析試驗參數(shù)的選取及試驗結(jié)果的處理方式。
【關(guān)鍵詞】：超高速磨削 磨削力 材料去除 有限元模擬 試驗構(gòu)建
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG580.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 超高速磨削的提出及優(yōu)勢11-14
• 1.1.1 超高速磨削的提出11-12
• 1.1.2 超高速磨削的優(yōu)越性及其類別12-14
• 1.2 超高速磨削在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 超高速磨削在國外的發(fā)展現(xiàn)狀14-17
• 1.2.2 超高速磨削在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.3 本課題的研究背景和意義18-19
• 1.4 本論文的主要研究內(nèi)容19-21
• 第二章 超高速磨削單顆磨粒材料去除模型的構(gòu)建21-35
• 2.1 磨粒模型的構(gòu)建21-24
• 2.1.1 磨削的特點21-23
• 2.1.2 磨粒模型23-24
• 2.2 單顆磨粒材料去除模型的構(gòu)建24-33
• 2.2.1 單顆磨粒磨削軌跡24-27
• 2.2.2 單顆磨粒磨削軌跡的分析27-33
• 2.2.3 單顆磨粒材料去除模型33
• 2.3 本章小結(jié)33-35
• 第三章 超高速磨削材料去除的磨削力分析35-45
• 3.1 磨削力的理論推導(dǎo)和作用效果35-39
• 3.1.1 單顆磨粒磨削力的理論模型35-36
• 3.1.2 磨削力的理論推導(dǎo)36-38
• 3.1.3 磨削力的效果38-39
• 3.2 磨削力的分析39-43
• 3.2.1 磨削力的作用狀態(tài)39-40
• 3.2.2 磨削力比40-43
• 3.3 本章小結(jié)43-45
• 第四章 超高速磨削單顆磨粒材料去除有限元模擬45-61
• 4.1 有限元法的發(fā)展及其在切削領(lǐng)域的應(yīng)用45-46
• 4.1.1 有限元法的發(fā)展45-46
• 4.1.2 有限元法在切削領(lǐng)域的應(yīng)用46
• 4.2 材料的選用46-49
• 4.2.1 工件材料及其模型的選用46-47
• 4.2.2 磨粒材料的選用47-49
• 4.3 模擬過程49-51
• 4.3.1 模型的建立及單元劃分49-50
• 4.3.2 邊界條件和加載50-51
• 4.4 數(shù)值模擬結(jié)果及分析51-59
• 4.4.1 工件材料的變形及突變51-55
• 4.4.2 影響臨界磨削深度的因素55-57
• 4.4.3 影響塑性變形區(qū)的因素57-58
• 4.4.4 工件材料最大應(yīng)力的變化規(guī)律58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 第五章 超高速磨削單顆磨粒磨削試驗的構(gòu)建和分析61-67
• 5.1 超高速磨削單顆磨粒磨削試驗構(gòu)建61-62
• 5.2 試驗參數(shù)的選取和試驗結(jié)果的處理62-65
• 5.2.1 試驗參數(shù)的選取62-64
• 5.2.2 試驗結(jié)果的處理64-65
• 5.3 本章小結(jié)65-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 總結(jié)67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻69-75
• 致謝75-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 馮寶富,趙恒華,蔡光起,金灘;高速單顆磨粒磨削機理的研究[J];東北大學(xué)學(xué)報;2002年05期

2 陳根余,周志雄,李力鈞;高速高效低粗糙度磨削工藝參數(shù)尋優(yōu)[J];湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2000年03期

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本文編號：926989