高硬度球面磨削機(jī)理及磨削質(zhì)量控制研究.pdf

1、當(dāng)前，高硬度金屬基材料(如WC-Co，Ni60，STL20)的發(fā)展很快，它們具有耐高溫、耐高壓、耐磨損、抗熱沖擊、抗熱腐蝕等特性，并在鋼鐵冶煉、石油化工、核電等重大工程項(xiàng)目中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。這類(lèi)材料在平面磨削加工的研究已經(jīng)開(kāi)展，但在球面磨削上研究工作還較少，眾多基礎(chǔ)問(wèn)題有待探明。雖然在磨削機(jī)理研究上球面磨削可以部分借鑒平面磨削的研究成果，但在磨削工藝基礎(chǔ)理論上球面磨削特點(diǎn)鮮明，在實(shí)際磨削過(guò)程中發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多亟待研究的問(wèn)題。本文針對(duì)高

2、硬度材料在球面磨削中以何種方式去除以及球面磨削質(zhì)量如何提高此兩大問(wèn)題在高硬度球面磨削機(jī)理和磨削質(zhì)量控制上展開(kāi)了系統(tǒng)的研究。
　　本文首先針對(duì)高硬度球面加工的兩大難點(diǎn)，即工件表面硬度高（HRC≥70）材料難以去除以及形狀精度要求高等，開(kāi)發(fā)了一種新型的高硬度回轉(zhuǎn)球面精密磨削裝備，該裝備在保證被加工球面精度和表面粗糙度的前提下，可用一種直徑規(guī)格的砂輪磨具實(shí)現(xiàn)不同直徑規(guī)格球面的精密磨削加工。
　　從利于實(shí)驗(yàn)觀察和測(cè)量的角度出發(fā)，采用

3、杯形砂輪平面封閉分布式磨削來(lái)揭示球面磨削機(jī)理。首先系統(tǒng)的研究了高硬度材料封閉分布式磨削的磨削力。構(gòu)造了表征封閉分布式磨削力的參數(shù)模型，包括有效磨削寬度、有效磨削面積、動(dòng)態(tài)有效磨粒數(shù)等，研究了磨削加工參數(shù)對(duì)單位面積磨削力、單顆粒磨削力和磨削分力比的影響規(guī)律，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這些模型的準(zhǔn)確性。其次以磨削力的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及所建立的理論模型為重要依據(jù)，結(jié)合工件磨削表面微觀形貌，揭示了高硬度材料的去除機(jī)理。
　　研究了杯形砂輪封閉分布式磨削方式

4、下磨削加工參數(shù)對(duì)材料表面粗糙度的影響規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合球面磨削加工的特點(diǎn)，提出降低球面磨削表面粗糙度的方案。首先基于球面磨削軌跡成型原理，從磨頭轉(zhuǎn)速和主軸轉(zhuǎn)速出發(fā)，提出了磨削效率、阻滯軌跡封閉相位角、最小加工次數(shù)等衡量指標(biāo)，逐次修正選擇策略，提高跡線(xiàn)密度和分布均勻性;其次在綜合考慮回轉(zhuǎn)工作臺(tái)擺動(dòng)速度、磨削深度、磨頭轉(zhuǎn)速和主軸轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上，建立了vogl快速BP網(wǎng)絡(luò)模型，構(gòu)造正交試驗(yàn)表，結(jié)合小步長(zhǎng)算法，進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù)，降低球面粗糙