CBN高速點磨削砂輪磨削性能的研究.pdf

1、磨削加工是機械制造中重要的加工工藝，作為實現(xiàn)高精度、高質(zhì)量加工的重要手段，已經(jīng)被人們所重視并不斷研究和發(fā)展著。CBN砂輪作為廣泛應(yīng)用的一種超硬度、超高速磨削砂輪，使得很多學(xué)者和科研單位對其進行了大量的研究與開發(fā)。尤其是運用在點磨削技術(shù)上時，磨削性能更加優(yōu)異。點磨削技術(shù)是一項集數(shù)控加工、CBN超硬磨料和超高速磨削技術(shù)于一體的先進制造技術(shù)，具有高性能、高效率和高質(zhì)量的特征，作為精密加工中最為先進的加工方式之一，已經(jīng)越來越受人們的關(guān)注。本文主

2、要進行了以下幾方面的研究工作:
　　(1)敘述了點磨削工藝的技術(shù)特點以及國內(nèi)外的發(fā)展和應(yīng)用情況，總結(jié)了CBN材料的特性和前景，介紹了CBN砂輪的特點和研究狀況，提了本課題的來源、研究意義和研究內(nèi)容。
　　(2)對點磨削機理進行系統(tǒng)研究，引入了傾斜角α和偏轉(zhuǎn)角β的概念，從點磨削的幾何特征入手，推導(dǎo)并建立了與α角、磨削深度、工件轉(zhuǎn)速、砂輪轉(zhuǎn)速、砂輪直徑和工件直徑等參數(shù)有關(guān)的砂輪當(dāng)量直徑、砂輪與工件的接觸弧長、單顆磨粒最大未變形切

3、屑厚度、磨削力和磨削溫度的數(shù)學(xué)模型和計算公式，并對其進行分析，總結(jié)了這些參數(shù)的影響。
　　(3)闡述了砂輪的特性參數(shù)對磨削的影響及選擇原則，并初步確定了砂輪的特征參數(shù)。對粗磨削區(qū)傾角θ進行了細(xì)致的研究，分析了θ角的增大和減小對砂輪的磨削性能、加工精度和加工效率的影響，設(shè)計并制造出本實驗方案所需的三種砂輪。
　　(4)進行有限元仿真分析，運用ABAQUS軟件建立砂輪磨削工件模型和單顆磨粒切削模型，通過改變模型中砂輪的粗磨削區(qū)傾

4、角θ來觀察磨削過程中被磨工件的應(yīng)力應(yīng)變情況，通過改變傾斜角α的大小來觀察其對砂輪磨削力的影響情況，建立了四種磨粒對工件進行切削模擬，分析不同磨粒切削下工件的應(yīng)力應(yīng)變情況，選用一種磨粒改變磨粒的切削深度和切削速度進行切削模擬，觀察磨削溫度和磨削力的變化情況。
　　(5)通過光學(xué)曲線磨床，設(shè)計單因素試驗，對球墨鑄鐵工件進行大量加工實驗。應(yīng)用三種具有不同粗磨削區(qū)傾角的陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪，在分別改變變量角α、磨削深度、軸向進給速度、砂輪

5、轉(zhuǎn)速的條件下進行磨削，之后利用三維輪廓儀和超景深顯微鏡觀測工件表面粗糙度和表面微觀形貌，整理實驗數(shù)據(jù)得到擬合曲線圖，總結(jié)不同參數(shù)對表面粗糙度的影響規(guī)律并分析產(chǎn)生規(guī)律的原因，以便優(yōu)化CBN砂輪磨削加工工藝，提高表面質(zhì)量。
　　(6)運用熱像儀對加工中砂輪與工件接觸區(qū)域的溫度進行測量，做出擬合曲線圖，分析在不同粗磨削區(qū)傾角、變量角α、磨削深度、軸向進給速度、砂輪轉(zhuǎn)速等參數(shù)下接觸區(qū)域溫度的變化情況，總結(jié)出規(guī)律。
　　(7)總結(jié)全文