【摘要】：微磨削技術(shù)適于加工脆硬材料,且加工零件表面精度及棱邊精度高,對于加工復(fù)雜三維形狀的脆硬材料微零件具有獨(dú)特優(yōu)勢。然而,微磨削加工技術(shù)存在加工效率低、磨削熱量大、微砂輪易磨損等缺陷。已有研究表明,機(jī)械—超聲振動復(fù)合加工方法可有效減小切削力、降低磨削溫度、抑制砂輪阻塞等。這為針對性地解決上述問題提供了一種有效的思路:于微磨削技術(shù)附加超聲振動,成為一種復(fù)合加工方法——超聲振動端面微磨削技術(shù)。磨削力作為一種能夠綜合反映磨削過程的重要加工參數(shù),對其研究具有重要的意義,本文對硬脆材料超聲振動端面微磨削磨削力進(jìn)行了建模與實(shí)驗(yàn)研究。基于加工表面微觀形貌分析,將端面磨削區(qū)域劃分為主磨削區(qū)、耕犁磨削區(qū)、滑擦磨削區(qū)三個(gè)子磨削區(qū)域。通過磨粒運(yùn)動學(xué)分析,研究了斷續(xù)磨削實(shí)現(xiàn)的條件和脆—塑轉(zhuǎn)變臨界磨削參數(shù)。分別建立了不同材料去除機(jī)理下單顆磨粒磨削力模型:基于布氏硬度試驗(yàn),建立了滑擦作用和耕犁作用下單顆磨粒磨削力模型;基于材料塑性剪切理論,采用改進(jìn)的Janson-Cook本構(gòu)模型,建立了塑性剪切下單顆磨粒磨削力模型;基于斷裂力學(xué)及劃痕試驗(yàn)原理,建立了裂紋形成下單顆磨粒磨削力模型。從材料應(yīng)變梯度塑性理論、泰勒位錯(cuò)理論、耕犁力與滑擦力影響的角度,考慮了尺寸效應(yīng)對磨削力的影響�；谖缴拜啽砻嫘蚊卜治�、統(tǒng)計(jì)學(xué)原理和離散積分思想,建立了各子磨削區(qū)域整體磨削力模型,并最終建立了砂輪整體磨削力模型。設(shè)計(jì)了超聲振動端面微磨削試驗(yàn)平臺,模型預(yù)測結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為吻合,結(jié)果表明:當(dāng)頻率系數(shù)k不為整數(shù)且進(jìn)給—振幅比率λ小于2時(shí),超聲振動輔助端面微磨削能夠?qū)崝嗬m(xù)磨削;附加超聲振動使法向磨削力、進(jìn)給方向磨削力、橫向進(jìn)給方向磨削力分別最高降低了65.6%、47.7%、42.2%;附加超聲振動使加工表面質(zhì)量得到明顯改善;隨砂輪轉(zhuǎn)速增大、進(jìn)給速度減小、磨削深度降低,磨削力減小,加工表面質(zhì)量逐漸改善。
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG580.6

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本文編號：2773455