難加工材料的高速外圓磨削仿真與工程實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、由于高速磨削有可能實(shí)現(xiàn)磨削效率與磨削質(zhì)量的完美統(tǒng)一，而引起了國內(nèi)外專家學(xué)者的高度重視，我國也將其列入國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）和國家重大專項(xiàng)。然而，實(shí)現(xiàn)高速磨削不僅需要高速磨床、高速砂輪，而且需要揭示高速磨削機(jī)理，掌握不同材料、不同工藝條件下的高速磨削性能，才能綜合有效地控制磨削質(zhì)量、效率和成本，并為高速磨床和高速砂輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)、提高它們的可靠性和使用壽命等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。
　　 由于探究高速外圓磨削工藝、開

2、發(fā)高速精密外圓磨床、測試高速外圓磨削環(huán)境下的磨削力、磨削熱等相關(guān)力學(xué)物理性能等具有很大的難度，目前的高速磨削研究主要涉及平面磨削。
　　 為此，本文的主要目的和研究工作在于，針對鈦合金等難加工材料，基于DEFORM-3D軟件，開展高速外圓磨削的仿真研究;提出高速外圓磨削過程部分力學(xué)物理性能的測試方法;在自行研制的高速外圓磨床上搭建磨削力、磨削熱、磨削功率、材料去除率等的測試平臺(tái);基于仿真研究結(jié)果，開展高速磨削工藝參數(shù)的優(yōu)化試驗(yàn)，

3、初步掌握不同材料、不同工藝條件下的磨削力、磨削功率、磨削效率和磨削表面質(zhì)量等的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和相關(guān)規(guī)律。
　　 論文的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)在于:
　　 (1)提出和構(gòu)造了高速外圓磨削仿真模型，其中包括幾何模型、運(yùn)動(dòng)模型和工藝模型，基于該仿真模型開展的高速磨削機(jī)理研究、工藝參數(shù)及其組合優(yōu)化等研究成果，為開展高速外圓磨削工程試驗(yàn)奠定了理論基礎(chǔ)，并可減少工程試驗(yàn)的盲目性和試驗(yàn)成本;
　　 (2)相關(guān)研究結(jié)果表明，單顆磨粒高速外圓

4、磨削的成屑過程經(jīng)歷了滑擦→耕犁→成屑→滑擦四個(gè)狀態(tài)，不同的砂輪線速度Vs與磨削深度ap將影響不同狀態(tài)和階段在磨削過程中的比例，進(jìn)而影響高速外圓磨削的材料去除率及其表面質(zhì)量;
　　 (3)高速外圓磨削溫度的相關(guān)研究結(jié)果表明，當(dāng)砂輪線速度Vs＜180m/s時(shí)，隨砂輪線速度的提高，磨削溫度先呈逐步遞增趨勢，當(dāng)Vs達(dá)到某一界限值后呈逐步遞減趨勢，該現(xiàn)象類似于“薩洛蒙”曲線的變化規(guī)律，如對于鈦合金該界限值為Vs=120m/s;當(dāng)Vs＞18