本文關(guān)鍵詞：超聲輔助單顆磨粒高速磨削試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 單顆磨粒 電鍍CBN 超聲振動(dòng) 高速磨削 磨削力 顆粒磨損

【摘要】：高速磨削是現(xiàn)代工業(yè)上公認(rèn)的高效、高質(zhì)量的加工方法。高速磨削過(guò)程中,工件與磨粒不停地相互高速撞擊,力的瞬態(tài)作用使能量局限在一個(gè)微區(qū)域?qū)е虏牧暇植扛邷?可能達(dá)到熔化或接近熔化的狀態(tài),由此產(chǎn)生的諸多新機(jī)理及其表面完整性的作用機(jī)制亟待研究。磨削過(guò)程是砂輪表面大量離散分布的磨粒完成的滑擦、耕犁、切削過(guò)程的綜合作用,各種物理、力學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生機(jī)理復(fù)雜,單顆磨粒切削作為磨削加工的基本模式,成為認(rèn)識(shí)復(fù)雜磨削作用的一種重要手段。超聲振動(dòng)加工具有能量集中、瞬間作用、快速切削的特性,能有效地改變傳統(tǒng)加工的切削機(jī)制,具有獨(dú)特的加工工藝效果。本課題結(jié)合高速加工和超聲加工特點(diǎn),從單顆立方氮化硼CBN磨粒入手對(duì)超聲輔助高速磨削加工技術(shù)進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究。研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:(1)結(jié)合超聲振動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)和高速磨削系統(tǒng)要求,在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上研制出一套超聲輔助單顆磨粒高速磨削的試驗(yàn)裝置。在標(biāo)準(zhǔn)刀柄的基礎(chǔ)上改造出可與機(jī)床主軸連接的工件-刀柄系統(tǒng),為滿足高速磨削要求對(duì)工件尺寸進(jìn)行了設(shè)計(jì),并對(duì)工件-刀柄系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)平衡調(diào)試,調(diào)試后工件轉(zhuǎn)速可達(dá)到15000r/min,線速度可達(dá)160m/s,工件跳動(dòng)控制在2μm內(nèi)。(2)基于單顆磨粒磨削軌跡的分析,得出了超聲輔助高速磨削下的單顆磨粒運(yùn)動(dòng)學(xué)及磨削特性;對(duì)比分析并計(jì)算了單顆磨粒在超聲高速磨削及普通磨削下切削路徑長(zhǎng)度、切削溝槽寬度、平均切屑面積及超聲臨界切削速度,得出超聲振動(dòng)單顆磨粒高速磨削具有切削路徑長(zhǎng),切削溝槽寬,平均切屑面積小等特點(diǎn),并計(jì)算出在軸向振動(dòng)形式下單顆磨粒外圓磨削的臨界切削速度。(3)在超聲輔助單顆磨粒運(yùn)動(dòng)學(xué)及磨削特性分析的基礎(chǔ)上,建立了單顆磨粒磨削力測(cè)量模型,并對(duì)切削力進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明,超聲輔助高速磨削可以降低磨削力,有更寬的加工范圍,可以提高加工效率。(4)從磨粒的出刃高度、磨粒磨損面積率、磨削力信號(hào)表征這三個(gè)方面入手,研究了磨粒磨損表征的方法,探討了超聲高速磨削單顆磨粒磨損的主要形式,研究分析了磨削過(guò)程中單顆磨粒的幾何形貌及磨削參數(shù)對(duì)磨粒磨損的影響規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：單顆磨粒 電鍍CBN 超聲振動(dòng) 高速磨削 磨削力 顆粒磨損
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG580.614
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 課題來(lái)源11
• 1.2 課題研究背景及意義11-13
• 1.3 磨削技術(shù)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 超聲振動(dòng)磨削研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 高速磨削研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.3 單顆磨粒磨削研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容17-19
• 2 超聲輔助單顆磨粒高速磨削試驗(yàn)平臺(tái)的搭建19-33
• 2.1 超聲輔助單顆磨粒超聲系統(tǒng)的搭建19-21
• 2.1.1 超聲發(fā)生器的選用19
• 2.1.2 換能器的選用19
• 2.1.3 變幅桿的選型19-20
• 2.1.4 變幅桿有限元仿真20-21
• 2.2 刀具的選用和制備21-25
• 2.2.1 單顆磨粒磨料的選用21-22
• 2.2.2 單顆磨粒結(jié)合劑的選擇22-23
• 2.2.3 刀具的制備23-25
• 2.3 振動(dòng)效果測(cè)試25-27
• 2.3.1 換能器、變幅桿、刀具系統(tǒng)的阻抗分析25-26
• 2.3.2 超聲輔助磨削系統(tǒng)振幅的測(cè)試26-27
• 2.4 工件材料選用及工件的制備27-29
• 2.4.1 工件材料的選用27
• 2.4.2 工件的制備27-28
• 2.4.3 工件動(dòng)平衡調(diào)試28-29
• 2.5 試驗(yàn)裝置與條件29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-33
• 3 超聲振動(dòng)輔助單顆磨粒磨削運(yùn)動(dòng)和特性分析33-43
• 3.1 單顆磨粒普通磨削與超聲磨削的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析33-35
• 3.1.1 單顆磨粒的普通外圓磨削運(yùn)動(dòng)分析33-34
• 3.1.2 單顆磨粒的超聲外圓磨削運(yùn)動(dòng)分析34-35
• 3.2 單顆磨粒的磨削過(guò)程及磨削參數(shù)分析計(jì)算35-38
• 3.2.1 單顆磨粒的切削路徑長(zhǎng)度36
• 3.2.2 單顆磨粒切削溝槽寬度36-37
• 3.2.3 平均切屑斷面積37-38
• 3.2.4 超聲振動(dòng)磨削的臨界速度38
• 3.3 超聲振動(dòng)的磨削特性分析38-40
• 3.3.1 變速特性38-39
• 3.3.2 軟化特性39-40
• 3.4 表面特征試驗(yàn)驗(yàn)證40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 4 超聲振動(dòng)輔助單顆磨粒高速磨削磨削力研究43-57
• 4.1 磨削力數(shù)學(xué)模型43-46
• 4.1.1 普通磨削切削變形力43-45
• 4.1.2 超聲振動(dòng)輔助磨削切削變形力分析45-46
• 4.2 磨削力試驗(yàn)條件和方案46-51
• 4.2.1 超聲輔助磨削力測(cè)量原理及設(shè)備46-49
• 4.2.2 試驗(yàn)方案49-51
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析51-54
• 4.3.1 磨粒大小對(duì)磨削力的影響51-52
• 4.3.2 磨削深度對(duì)磨削力的影響52-54
• 4.4 工件表面微觀形貌的表現(xiàn)54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 5 超聲振動(dòng)輔助磨削磨粒磨損研究57-71
• 5.1 磨粒磨損的幾種形式57-58
• 5.2 磨粒磨損的表征方法58-61
• 5.2.1 磨粒出刃高度59-60
• 5.2.2 磨粒磨損面積率60-61
• 5.2.3 磨削過(guò)程中磨削力信號(hào)表征61
• 5.3 磨粒磨損試驗(yàn)方案61-62
• 5.4 試驗(yàn)結(jié)果分析62-68
• 5.4.1 超聲輔助磨削單顆磨粒磨損形式62-64
• 5.4.2 基于磨削力信號(hào)的顆粒磨損分析64-66
• 5.4.3 磨粒自身因素對(duì)磨粒磨損的影響66-67
• 5.4.4 磨削深度對(duì)磨損量的影響67-68
• 5.5 本章小結(jié)68-71
• 6 結(jié)論與展望71-75
• 6.1 總結(jié)71-72
• 6.2 展望72-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 作者簡(jiǎn)介79-81
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集81

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;庫(kù)爾金的高速磨削表演——磨削代替刮研,解決生產(chǎn)關(guān)鍵[J];機(jī)械工人;1956年06期

2 ;庫(kù)爾金的高速磨削表演——磨削代替刮研,解決生產(chǎn)關(guān)鍵[J];機(jī)械工人;1956年06期

3 ;高速磨削的安全試驗(yàn)[J];機(jī)床情報(bào);1972年02期

4 ;高速磨削(50/秒)在上海地區(qū)推廣應(yīng)用簡(jiǎn)況[J];科技簡(jiǎn)報(bào);1972年06期

5 ;高速磨削[J];軸承;1973年06期

6 ;河南省高速磨削推廣工作聲勢(shì)大進(jìn)展快[J];科技簡(jiǎn)報(bào);1973年05期

7 ;高速磨削[J];機(jī)械工人技術(shù)資料;1973年06期

8 ;高速磨削的試驗(yàn)與使用[J];軸承;1974年04期

9 ;高速磨削簡(jiǎn)述[J];機(jī)床;1974年01期

10 ;應(yīng)用高速磨削需創(chuàng)造的條件[J];科技簡(jiǎn)報(bào);1974年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 朱春霞;蔡光起;;高速磨削相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀[A];2005年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2005年

2 羅寧;黃紅武;宓海青;;CBN砂輪高速磨削磨削力實(shí)驗(yàn)研究[A];2005年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2005年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 田霖;基于磨粒有序排布砂輪的高速磨削基礎(chǔ)研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

2 孟廣耀;微量潤(rùn)滑高速磨削若干基礎(chǔ)研究[D];青島理工大學(xué);2012年

3 詹友基;陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪高速磨削硬質(zhì)合金的機(jī)理研究[D];華僑大學(xué);2013年

4 龔時(shí)華;凸輪軸高速磨削加工控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)[D];華中科技大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王艷鳳;超聲輔助單顆磨粒高速磨削試驗(yàn)研究[D];河南理工大學(xué);2015年

2 韓小燕;基于多參數(shù)的微量冷卻潤(rùn)滑高速磨削研究[D];青島理工大學(xué);2010年

3 徐慧;硬質(zhì)合金高速磨削溫度的有限元仿真研究[D];湖南大學(xué);2012年

4 錢源;高速磨削用單層釬焊立方氮化硼砂輪地貌建模與試驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

5 黑華征;CBN砂輪高速磨削鈦合金試驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

6 程澤;單顆磨粒高速磨削鎳基高溫合金機(jī)理研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

7 周小靈;YG8硬質(zhì)合金高速磨削工藝實(shí)驗(yàn)及優(yōu)化研究[D];湖南大學(xué);2011年

8 張丹;高速工具磨的動(dòng)力設(shè)計(jì)研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

9 徐鵬;CBN砂輪高速磨削鎳基高溫合金實(shí)驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

10 吳鵬;HT300、QT600-3高速磨削工藝試驗(yàn)研究[D];湖南大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：588752