ZrO2陶瓷平面磨削温度仿真分析与实验研究

目的研究工程陶瓷磨削参数对磨削温度的影响,磨削参数包括金刚石砂轮线速度、磨削深度及工件进给速度。方法以金刚石砂轮平面磨削ZrO_2陶瓷为例,运用ABAQUS建立单颗金刚石磨粒磨削ZrO_2陶瓷的有限元模型,分析磨粒磨削陶瓷过程。同时通过正交实验法设计多组关于金刚石砂轮线速度、磨削深度及工件进给速度的磨削组合参数实验,利用人工热电偶法对磨削温度进行测量,将实验结果与仿真结果进行对比分析。结果砂轮线速度由30 m/s增加到50 m/s,磨削深度由5μm增加到15μm,工件进给速度由1000 mm/min增加到3000 mm/min,磨削温度和磨削热分配比均增加,仿真结果与实验结果基本一致。结论磨削过程中磨削深度和工件进给速度对磨削温度的影响较大,随着金刚石砂轮线速度、磨削深度及工件进给速度的增加,磨削温度和磨削热分配比均增大。     

蠕动进给超声磨削ZrO_2陶瓷实验研究

建立了超声磨削在小直径磨轮、大切深、蠕动进给条件下单颗磨粒最大切深模型; 对ZrO2陶瓷进行蠕动进给机械磨削和蠕动进给超声磨削对比试验, 考察了磨削参数对磨削力的影响.实验结果表明: 超声振动可减小磨削力.     

GCr15钢平面磨削力仿真分析与实验研究

目的 对不同磨削工艺参数下的平面磨削力进行预测,对磨削机理进行研究,进而控制磨削加工质量。方法 考虑CBN砂轮表面磨粒形状的多样性、姿态的多样性和空间分布的随机性,建立CBN砂轮模型,对GCr15材料模型进行有限元砂轮磨削仿真。同时使用CBN砂轮,采用不同的工件进给速度对GCr15进行单因素平面磨削实验,使用三坐标测力仪测量不同磨削参数下的磨削力。结果 建立的仿真砂轮模型的表面形貌与真实砂轮接近,仿真砂轮上的磨粒出刃高度均服从正态分布,与实际砂轮一致。对比随机多面体磨粒模型和真实CBN磨粒照片,两者形貌相似。磨削力实验和仿真结果表明,工件进给速度由3 m/min增大到18 m/min时,磨削力逐渐增大,仿真所得法向磨削力最大误差远小于切向磨削力。结论 实验结果与仿真结果具有一致性,证明了砂轮磨削有限元仿真模型可用于磨削力预测。因为仿真中无法考虑实际砂轮尺寸和砂轮表面结合剂对磨削的影响,结果具有一定误差,仿真的准确性有待进一步提高。研究结果为使用有限元方法研究磨削机理和控制磨削加工质量提供了思路。     

工程陶瓷缓进给磨削磨削力的实验研究

本文基于试验和理论分析，深入研究了氧化铝陶瓷缓进给磨削过程，测量了磨削力、磨削能、磨头功率；利用回归分析方法获得了磨削力和磨削能的经验公式；分析了磨削参数对磨削力、磨削能、磨头功率的影响规律；在上述分析的基础上，探讨了工程陶瓷在缓进给磨削方式下的高效磨削方法。     

纵-扭超声磨削氧化锆陶瓷磨削力仿真分析

为揭示纵-扭超声振动对磨削氧化锆陶瓷磨削力的影响,分析纵-扭超声磨削（L-TUG）运动特性,利用ABAQUS开展单颗金刚石磨粒划擦氧化锆仿真模拟,并进行单磨粒磨削氧化锆试验验证。在此基础上,分析仿真条件下普通磨削（OG）与L-TUG材料表面应力的差异性;探讨磨削表征参数对L-TUG磨削力的影响规律。结果表明：OG与L-TUG磨削力仿真结果和试验结果吻合度较高,验证了仿真模拟的可行性;与OG相比,超声振动能够有效降低材料表面磨削应力;在相同表征参数下,整体上L-TUG轴向力始终大于法向力,且对轴向力与法向力的影响程度和变化趋势呈现不同的规律性。     

工程陶瓷圆弧成形磨削力预测与实验研究

圆弧成形磨削是难加工零件复杂型面的加工方法,对其磨削力的研究有利于改善工程陶瓷的表面质量。基于圆弧砂轮的结构特点及尺寸趋近思想对陶瓷材料圆弧成形磨削力进行预测。通过研究磨粒对工程陶瓷的去除机制,提出建立单颗磨粒滑擦、塑性及脆性去除磨削力模型。基于砂轮磨粒尺寸与分布差异,利用概率统计方法对磨削中不同去除方式的有效磨粒数进行探讨,进而实现圆弧成形磨削力理论模型的构建。最后通过磨削力实验对理论模型进行验证。结果表明：法向磨削力和切向磨削力理论值与实验值平均误差分别为8.793%和9.986%;磨削力随着磨削深度及进给速度的增加而增加,随着砂轮速度的增加而减小。     

工程陶瓷的磨削力研究

本文以工程陶瓷材料中的氧化铝、氮化硅为例,研究了磨削过程中的磨削力。基于试验结果,建立了两种工程陶瓷外圆切入磨削时的磨削力经验公式;阐明了工程陶瓷与金属在力比(F′_n/F′_t)值上的明显不同,正好反映了两类材料切屑形成机理的差别;探讨了评价工程陶瓷可磨性参数Λ_w的计算公式。     

工程陶瓷磨削力研究综述

阐述了工程陶瓷的性能、种类及其应用,介绍了工程陶瓷常用的加工方法即用金刚石砂轮磨削工程陶瓷。磨削力是磨削加工的主要因素,在介绍了工程陶瓷磨削机制基础上,对磨削力研究现状进行了总结,最后对磨削力的研究进行展望。     

金刚石砂轮磨削氮化硅陶瓷数值仿真及实验研究

针对金刚石砂轮磨粒的尺寸多变化、位置不规则的特点,通过切割正四面体的方法,获得了接近实际的十四面体磨粒模型,并通过其建立了金刚石砂轮模型。采用DEFORM-3D进行金刚石砂轮磨削氮化硅陶瓷数值仿真,分析工件的切屑去除过程以及其间的切削力变化,并分析不同的工艺参数对切削力的影响;同时,在平面磨床上进行磨削氮化硅陶瓷的实验。结果表明:磨削加工和数值仿真的磨削力值变化趋势相同,且差值在10%的误差范围内。最后,结合实际砂轮表面面积密度、磨粒平均个数、出刃高度等测量参数,共同验证了所建立的十四面体磨粒模型和砂轮整体模型的正确性。     

三维超声辅助平面磨削力研究

三维超声辅助磨削力的研究一直是超声加工领域的空白,本研究首先以三维超声辅助平面磨削力为研究对象,从宏观力学角度进行分析,建立了三维超声辅助平面磨削力的数学模型,并分析在不同磨削参数下磨削力的变化情况,最后进行了试验验证。研究结果表明:在一定条件下,三维超声辅助平面磨削下的磨削力小于二维超声辅助平面磨削力,约下降20%;随砂轮转速的增大,磨削力下降,且当砂轮转速大于3000 r/min时,磨削力下降明显;随着进给速度与磨削深度的增加,磨削力增加明显;实验验证同模型分析一致。      

蠕动进给超声磨削ZrO2陶瓷实验研究

建立了超声磨削在小直径磨轮、大切深、蠕动进给条件下单颗磨粒最大切深模型;对ZrO2陶瓷进行蠕动进给机械磨削和蠕动进给超声磨削对比试验,考察了磨削参数对磨削力的影响。     

工程结构陶瓷磨削力试验研究

本文对工程结构陶瓷在金刚石砂轮磨削过程中的磨削力进行了详细的实验研究。分析了不同因素对磨削力及磨削效果的影响，建立了陶瓷磨削力的经验公式，探讨了适合于陶瓷特点的高效磨削方法。     

关于工程陶瓷磨削力和磨削温度的研究

本文研究了陶瓷磨削的磨屑形成机理，建立了以裂纹的产生与发展与基础的工程陶瓷材料的磨削模型。指出：材料的横向裂纹是材料被破坏的主要因素。推导了陶瓷磨削的磨削力与材料去除率的关系式和磨削温度表达式，理论分析与试验结果比较得出：金刚石砂轮对陶瓷材料的磨削有较好的适应性。     

超声振动磨削工程陶瓷的磨削力试验研究

为了研究纵扭复合振动超声加工过程中重要加工参数对磨削力动态变化的影响规律,以超声振动磨削过程中产生的磨削力大小为研究对象,采用纵扭复合振动超声磨削加工工艺方法,搭建测力系统试验平台,研究不同加工参数下磨削工程氧化锆陶瓷材料产生的磨削力变化规律,试验结果发现:外加超声振动在一定程度上能强化磨削能力,减小磨削力,取较大进给速度和磨削深度会增大磨削力,使得磨削力波动明显,而主轴转速增大则会显著减小磨削力的产生。     

工程陶瓷磨削力的研究现状与进展

本文综述了近几年来国内外关于工程陶瓷磨削加工中磨削力的研究现状及进展，包括磨削力与陶瓷材料的显微结构及性能、磨削用量、机床刚度、磨削砂轮及磨削液的关系的研究。最后提出了在工程陶瓷磨削力方面，今后应重点开展的研究工作。     

硬质合金磨削力的实验研究

对硬质合金YG6、YT30的精密磨削进行了磨削力的实验研究．测定和分析了实际摩削深度、工作台速度与单位磨削力的对应关系；比磨削能与工作台速度、实际磨削深度的对应关系，以及比磨削能力与去除量之间的对应关系，并将YG6和YT30分别进行了比较。实验证明，单位磨削力随工作台速度和实际磨削深度的增加而增加。比磨削能随工作台速度和实际磨削深度，以及材料去除率的增加而降低。在同样磨削参数条件下，YG6的单位磨削力和比磨削能要大于YT30．     

二维超声ELID复合平面磨削系统磨削力研究

对硬脆材料在二维超声电解在线砂轮修整技术（electrolytic in-process dressing,ELID）复合平面磨削条件下的磨削力进行理论研究,建立超声ELID复合磨削力模型。由磨削力公式可知:磨削力除了与超声波的振幅、角频率有关外,同时还受到电流的影响,且随电流的减小,磨削力逐渐增大。在不同磨削深度与砂轮转速条件下采集磨削力,并与理论值进行对比。结果显示:理论值与实测值趋于一致;法向磨削力与切向磨削力均随着磨削深度的增大而增大,随着砂轮转速的增大而减小。      

55钢CBN砂轮平面磨削的磨削力模型研究

本文建立了基于未变形磨屑厚度的磨削力计算模型。根据55号钢的CBN砂轮平面磨削实验,首先采用随机方向搜索法对切向力模型进行优化拟合,再根据拟合的参数对法向力模型进行优化,得出了CBN砂轮与工件之间的摩擦系数和磨粒顶锥角。分析了摩擦力在磨削力中所占比重的影响因素,结果表明:当切深不变时,随着vs/vw比值的增加,磨削力以及摩擦力在磨削力中所占的比重均下降,但当磨粒间距增加时,磨削力减小,而摩擦力在磨削力中所占比重增加。     

干/湿磨条件下HIPSN陶瓷磨削力实验研究

研究金刚石砂轮对HIPSN陶瓷平面磨削过程中,不同工艺参数对磨削力的影响。通过正交实验,在干/湿磨两种条件下研究砂轮线速度、磨削深度、工件进给速度等工艺参数对磨削力的影响。在其他参数不变的条件下,湿磨时的法向磨削力大于干磨时的法向磨削力,湿磨时的切向磨削力小于干磨时的切向磨削力。湿磨时的磨削力比大于干磨时的磨削力比,湿磨时的比磨削能小于干磨时的比磨削能。在一定条件下,干磨时的磨削力更有助于高精度表面质量的形成,为绿色加工和生产实践提供了一定的指导意义。