CBN高速點(diǎn)磨削砂輪磨削性能的研究.pdf

1、磨削加工是機(jī)械制造中重要的加工工藝，作為實(shí)現(xiàn)高精度、高質(zhì)量加工的重要手段，已經(jīng)被人們所重視并不斷研究和發(fā)展著。CBN砂輪作為廣泛應(yīng)用的一種超硬度、超高速磨削砂輪，使得很多學(xué)者和科研單位對(duì)其進(jìn)行了大量的研究與開(kāi)發(fā)。尤其是運(yùn)用在點(diǎn)磨削技術(shù)上時(shí)，磨削性能更加優(yōu)異。點(diǎn)磨削技術(shù)是一項(xiàng)集數(shù)控加工、CBN超硬磨料和超高速磨削技術(shù)于一體的先進(jìn)制造技術(shù)，具有高性能、高效率和高質(zhì)量的特征，作為精密加工中最為先進(jìn)的加工方式之一，已經(jīng)越來(lái)越受人們的關(guān)注。本文主

2、要進(jìn)行了以下幾方面的研究工作:
　　(1)敘述了點(diǎn)磨削工藝的技術(shù)特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外的發(fā)展和應(yīng)用情況，總結(jié)了CBN材料的特性和前景，介紹了CBN砂輪的特點(diǎn)和研究狀況，提了本課題的來(lái)源、研究意義和研究?jī)?nèi)容。
　　(2)對(duì)點(diǎn)磨削機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)研究，引入了傾斜角α和偏轉(zhuǎn)角β的概念，從點(diǎn)磨削的幾何特征入手，推導(dǎo)并建立了與α角、磨削深度、工件轉(zhuǎn)速、砂輪轉(zhuǎn)速、砂輪直徑和工件直徑等參數(shù)有關(guān)的砂輪當(dāng)量直徑、砂輪與工件的接觸弧長(zhǎng)、單顆磨粒最大未變形切

3、屑厚度、磨削力和磨削溫度的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算公式，并對(duì)其進(jìn)行分析，總結(jié)了這些參數(shù)的影響。
　　(3)闡述了砂輪的特性參數(shù)對(duì)磨削的影響及選擇原則，并初步確定了砂輪的特征參數(shù)。對(duì)粗磨削區(qū)傾角θ進(jìn)行了細(xì)致的研究，分析了θ角的增大和減小對(duì)砂輪的磨削性能、加工精度和加工效率的影響，設(shè)計(jì)并制造出本實(shí)驗(yàn)方案所需的三種砂輪。
　　(4)進(jìn)行有限元仿真分析，運(yùn)用ABAQUS軟件建立砂輪磨削工件模型和單顆磨粒切削模型，通過(guò)改變模型中砂輪的粗磨削區(qū)傾

4、角θ來(lái)觀察磨削過(guò)程中被磨工件的應(yīng)力應(yīng)變情況，通過(guò)改變傾斜角α的大小來(lái)觀察其對(duì)砂輪磨削力的影響情況，建立了四種磨粒對(duì)工件進(jìn)行切削模擬，分析不同磨粒切削下工件的應(yīng)力應(yīng)變情況，選用一種磨粒改變磨粒的切削深度和切削速度進(jìn)行切削模擬，觀察磨削溫度和磨削力的變化情況。
　　(5)通過(guò)光學(xué)曲線磨床，設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)，對(duì)球墨鑄鐵工件進(jìn)行大量加工實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用三種具有不同粗磨削區(qū)傾角的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪，在分別改變變量角α、磨削深度、軸向進(jìn)給速度、砂輪

5、轉(zhuǎn)速的條件下進(jìn)行磨削，之后利用三維輪廓儀和超景深顯微鏡觀測(cè)工件表面粗糙度和表面微觀形貌，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到擬合曲線圖，總結(jié)不同參數(shù)對(duì)表面粗糙度的影響規(guī)律并分析產(chǎn)生規(guī)律的原因，以便優(yōu)化CBN砂輪磨削加工工藝，提高表面質(zhì)量。
　　(6)運(yùn)用熱像儀對(duì)加工中砂輪與工件接觸區(qū)域的溫度進(jìn)行測(cè)量，做出擬合曲線圖，分析在不同粗磨削區(qū)傾角、變量角α、磨削深度、軸向進(jìn)給速度、砂輪轉(zhuǎn)速等參數(shù)下接觸區(qū)域溫度的變化情況，總結(jié)出規(guī)律。
　　(7)總結(jié)全文