軸向超聲振動(dòng)輔助磨削機(jī)理的研究.pdf

1、超聲振動(dòng)輔助磨削作為振動(dòng)切削的一種，是精密加工方法的一種，具有廣闊的應(yīng)用前景。其中，軸向超聲振動(dòng)輔助磨削因其磨粒切削軌跡的特殊性，在提高材料去除率和加工表面質(zhì)量，降低磨削力方面具有特定的優(yōu)勢(shì)。
　　本文通過設(shè)計(jì)的磨頭與變幅桿一體的磨削工具來實(shí)現(xiàn)軸向超聲磨削，并進(jìn)行了系統(tǒng)的理論和試驗(yàn)研究，包括軸向超聲磨削的運(yùn)動(dòng)學(xué)、表面創(chuàng)成機(jī)理、磨削力和磨削特性的研究，主要內(nèi)容如下:
　　特制變幅桿先以質(zhì)量等效法，參照階梯形變幅桿的解析設(shè)計(jì)確定

2、其基本尺寸，然后用ANSYS有限元法進(jìn)行優(yōu)化，使其滿足諧振頻率。
　　超聲振動(dòng)磨削加工中，材料的去除是磨粒與工件材料相互干涉的結(jié)果。通過建立軸向超聲振動(dòng)輔助磨削單顆磨粒的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，得到了磨粒的切削弧長(zhǎng)和切削軌跡，表明軸向超聲磨削的切削弧長(zhǎng)大于普通磨削且切削軌跡為空間正弦曲線;在此基礎(chǔ)上分析了軸向超聲磨削的表面創(chuàng)成機(jī)理，試驗(yàn)證實(shí)其工件表面磨削紋理為正弦曲線交錯(cuò)成的網(wǎng)狀條紋，一定條件下可得到較低的表面粗糙度。
　　通過引入單位

3、磨削力和建立未變形切屑厚度與磨削力的關(guān)系得到軸向超聲磨削的磨削切削變形力模型;根據(jù)磨削能力參數(shù)Cge給出了摩擦系數(shù)的數(shù)學(xué)模型。研究表明:軸向超聲磨削具有更小的磨削力。
　　軸向超聲振動(dòng)輔助磨削特性的研究?jī)?nèi)容包括磨粒切削刃鋒利化效果、沖擊切削、脈沖切削力和超聲振動(dòng)軟化效應(yīng)。磨屑的觀測(cè)試驗(yàn)證實(shí)，軸向超聲磨削磨粒的切削具有沖擊性，且磨屑更為細(xì)小，多呈細(xì)小的塊狀和較大薄片狀，細(xì)小的塊狀是單顆磨粒切削的結(jié)果，而較大薄片狀是相鄰多顆磨粒同時(shí)作