軸向超聲振動輔助磨削機理的研究.pdf

1、超聲振動輔助磨削作為振動切削的一種，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。
　　本文通過設(shè)計的磨頭與變幅桿一體的磨削工具來實現(xiàn)軸向超聲磨削，并進(jìn)行了系統(tǒng)的理論和試驗研究，包括軸向超聲磨削的運動學(xué)、表面創(chuàng)成機理、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輔助磨削單顆磨粒的運動學(xué)模型，得到了磨粒的切削弧長和切削軌跡，表明軸向超聲磨削的切削弧長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)成機理，試驗證實其工件表面磨削紋理為正弦曲線交錯成的網(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。
　　軸向超聲振動輔助磨削特性的研究內(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軟化效應(yīng)。磨屑的觀測試驗證實，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作