基于單顆粒磨削的電鍍CBN砂輪磨削窄深槽的特性分析.pdf

1、隨著機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵得到了廣泛地應(yīng)用。發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片根部和液壓泵轉(zhuǎn)子葉片根部分布著窄深槽結(jié)構(gòu)。窄深槽是深寬比大于2，槽寬小于4mm的特殊結(jié)構(gòu)。零件上窄深槽的加工質(zhì)量很大程度上決定了零件質(zhì)量。高精度窄深槽的制造一直是機(jī)械加工中的難題。傳統(tǒng)的加工方法成本高、精度低，難以滿(mǎn)足加工要求。電鍍CBN(Cubic BoronNitride)砂輪具有一系列優(yōu)良性能，廣泛運(yùn)用于高精度窄深槽的加工，取得了良好的效果。
　　 磨

2、粒粒度反映了磨粒尺寸的大小，它是砂輪的主要特性指標(biāo)之一。磨粒尺寸直接影響著其項(xiàng)錐角2θ及尖端鈍圓半徑rg兩個(gè)參數(shù)的值，這兩個(gè)參數(shù)描述了磨粒的鋒利程度；磨削用量直接決定了磨削力、磨削溫度、砂輪磨損以及加工質(zhì)量等。本論文基于單顆粒磨削，研究了磨粒粒度和磨削用量對(duì)磨削力、磨削溫度、砂輪磨損的影響。主要研究?jī)?nèi)容有：
　　 1)論述了磨削的基本原理，主要包括磨粒切削刃的形狀及分布、磨削物理模型、砂輪與工件的接觸弧長(zhǎng)、單顆粒磨削的未變形磨屑

3、厚度、磨削力、磨削溫度、砂輪磨損。為后續(xù)的建模和仿真提供理論依據(jù)。
　　 2)分別建立了36＃、46＃、60＃、80＃的單顆CBN磨粒和工件的幾何模型。將單顆CBN磨粒簡(jiǎn)化為帶尖端鈍圓的圓錐體、將工件簡(jiǎn)化為長(zhǎng)方體，將單顆粒磨削簡(jiǎn)化為直線(xiàn)滑擦模型。介紹了有限元模擬仿真的關(guān)鍵技術(shù)，建立了工件的材料模型、切屑分離準(zhǔn)則、材料斷裂準(zhǔn)則、網(wǎng)格劃分準(zhǔn)則、刀-屑接觸摩擦模型以及磨損模型，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了上述參數(shù)的正確性。
　　 3)針對(duì)

4、不同粒度(36＃、46＃、60＃、80＃)的電鍍CBN砂輪在淬硬軸承鋼GCr15上磨削2×10mm的窄深槽的情況(磨削速度為40m/s、進(jìn)給速度為5mm/s)，應(yīng)用DEFORM-3D軟件對(duì)相應(yīng)單顆CBN磨粒的磨削力、磨削溫度以及磨損進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果表明：?jiǎn)晤wCBN磨粒受到的磨削力、磨削溫度以及磨損均隨CBN磨粒粒度的減小而減小。
　　 4)針對(duì)電鍍CBN砂輪(粒度為46＃、進(jìn)給速度為5mm/s)以不同的磨削速度(20m/s、

5、30 m/s、40 m/s、50 m/s)在淬硬軸承鋼GCr15上磨削2×10mm的窄深槽的情況，應(yīng)用DEFORM-3D軟件對(duì)相應(yīng)單顆CBN磨粒的磨削力、磨削溫度以及磨損進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果表明：?jiǎn)晤wCBN磨粒受到的磨削力隨磨削速度的增大而減小，而磨削溫度及磨損均隨磨削速度的增大而增大。
　　 5)針對(duì)電鍍CBN砂輪(粒度為46＃、磨削速度為40m/s)以不同的進(jìn)給速度(2 mm/s，3 mm/s，4 mm/s，5mm/s)在淬