磨粒葉序排布外圓砂輪的制備及其磨削機(jī)理的若干研究.pdf

1、隨著制造科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，磨削加工已經(jīng)成為精密和超精密加工的主要加工方法之一。在磨削領(lǐng)域中，砂輪的物理特性、地貌特性和表面結(jié)構(gòu)對(duì)磨削力、磨削溫度、工件的表面質(zhì)量和砂輪的磨損等有很大的影響。在傳統(tǒng)的砂輪組織中，磨粒在砂輪表面呈現(xiàn)隨機(jī)分布狀態(tài)。這種隨機(jī)分布狀態(tài)不僅導(dǎo)致在磨削過(guò)程中砂輪易堵塞、產(chǎn)生磨削燒傷、砂輪過(guò)早地失效，也給認(rèn)知磨削機(jī)理和實(shí)現(xiàn)磨削過(guò)程的可控性帶來(lái)較大的困難。因此，如何通過(guò)砂輪表面磨粒的有序化排布來(lái)提高砂輪的磨削性能，改善加工

2、表面質(zhì)量和提高磨削效率，已經(jīng)成為磨削領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題；同時(shí)對(duì)認(rèn)知磨削機(jī)理和推動(dòng)磨削技術(shù)的發(fā)展有著重要的科學(xué)意義。
　　首先，為了解決砂輪表面磨粒的可控排布，本文提出了將植物學(xué)中的葉序理論應(yīng)用到砂輪表面磨粒的排布，分析了葉序參數(shù)對(duì)籽粒分布的影響規(guī)律，并根據(jù)圓柱面葉序排布模型設(shè)計(jì)了磨粒葉序排布砂輪，利用UG的二次開發(fā)建立了葉序排布砂輪的模型。
　　其次，通過(guò)電鍍工藝和光刻技術(shù)制備了磨粒葉序排布外圓砂輪，實(shí)驗(yàn)表明在掩膜孔在0.4

3、mm時(shí)能夠較好的實(shí)現(xiàn)單顆磨粒的葉序排布。
　　再次，將磨削力分為切屑變形力和摩擦力，建立了磨粒葉序排布外圓砂輪磨削力的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)計(jì)算得到了理論公式曲線，結(jié)合磨削力的模型分析了隨葉序系數(shù)和磨削用量變化的磨削力變化規(guī)律，使得在可控排布下對(duì)磨粒機(jī)理的有了明確的認(rèn)知。
　　最后，通過(guò)有限元與光滑粒子耦合法對(duì)磨削過(guò)程進(jìn)行了模擬仿真，分析研究了葉序參數(shù)和磨削用量對(duì)磨削力和表面粗糙度的影響規(guī)律，仿真結(jié)果表明：葉序排布下的磨削力和表面