超聲ELID復合內圓磨削ZTA陶瓷磨削力和表面質量的研究.pdf

1、本文著重研究超聲ELID復合內圓磨削ZTA陶瓷時的磨削力和表面質量。首先，建立超聲ELID復合內圓磨削時磨削力的數(shù)學模型。其次，根據陶瓷斷裂力學理論，結合已建立的磨削力模型，得出超聲ELID復合內圓磨削ZTA陶瓷時的臨界切削深度 agc，通過數(shù)值仿真得出其變化規(guī)律和敏感項。然后，對已有的ELID內圓砂輪整形和修銳裝置進行改進設計，完成試驗平臺的搭建。最后，通過試驗驗證了磨削力模型的有效性，給出臨界磨削深度agc對表面質量的影響趨勢，以及

2、臨界磨削深度agc對磨削參數(shù)的敏感順序。本文主要研究內容如下：
　　(1)通過分析軸向施振狀態(tài)下單顆磨粒內圓磨削的運動特點，建立單顆磨粒的運動軌跡方程，利用數(shù)值仿真的結果，對單顆磨粒的運動軌跡方程進行化簡，得出單顆磨粒與工件的接觸長度。同時通過分析ELID電化學作用對砂輪動態(tài)有效磨粒數(shù)的影響，將ELID電解參數(shù)引入到動態(tài)有效磨粒數(shù)中，最終建立超聲ELID復合內圓磨削時磨削力的數(shù)學模型。
　　(2)根據陶瓷材料斷裂力學理論，得

3、出陶瓷材料的臨界壓痕載荷下限值P*。結合超聲ELID復合內圓磨削的實際情況，對單顆磨粒與工件過渡表面間的相互作用進行分析，給出超聲ELID復合內圓磨削時P*的表達式，最終得出超聲ELID復合內圓磨削時的臨界切削深度agc。研究磨削參數(shù)對臨界磨削深度agc的影響規(guī)律，通過對臨界磨削深度agc與磨削參數(shù)之間關系的數(shù)值仿真，得出磨削參數(shù)和砂輪參數(shù)對臨界磨削深度agc影響規(guī)律，以及臨界磨削深度agc對磨削參數(shù)的敏感順序。
　　(3)對已有

4、的ELID內圓砂輪整形和修銳裝置進行改進設計，以保證與超聲振動刀具系統(tǒng)的配合使用。其次，通過阻抗分析儀對所使用換能器的頻率阻尼特性和電參數(shù)進行測定，設計出能用于超聲振動刀具系統(tǒng)的上下式感應電能饋送器，并通過特定結構尺寸的支撐架和固定架實現(xiàn)超聲振動刀具系統(tǒng)與機床主軸和感應盤的連接,完成了試驗平臺的搭建。
　　(4)通過試驗驗證磨削力數(shù)學模型的有效性,得出磨削參數(shù)對磨削力的影響趨勢。通過對已加工工件表面粗糙度和形貌進行測量和分析，得出