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面接触磨削材料去除机理研究

作　者: 赵勇
导　师: 任成祖
学　校: 天津大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 面接触磨削 形貌模拟 磨削力 材料去除 非连续切削 包申格效应
分类号: TG580.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 74次
引　用: 1次
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内容摘要


面接触磨削加工是精密加工的主要方法之一,广泛应用于国民经济的各个行业。目前对面接触磨削加工的研究多数停留在磨削的设备、磨具选择以及工艺参数优化等方面,关于理论方面的深入研究较少,而且多数学者认为面接触磨削的加工机理与普通磨削是相同的。事实上面接触磨削在加工形式、接触状态、材料去除机理等方面都不同于普通磨削,因此其加工机理也大大不同。本文主要以珩磨加工为基础,对面接触磨削的材料去除机理进行了初步研究,主要内容如下。以珩磨油石为例对固结磨粒磨具表面形貌进行了模拟仿真,这是进行后续研究的基础。仿真中利用余弦函数来表征磨粒表面和结合剂的形状;利用随机分布、正态分布等概率分布函数来确定磨粒的大小与空间位置等。模拟结果接近实际情况,数据提取方便。推导出了珩磨中单颗磨粒上作用的磨削力公式,并进行了磨削力的加工实验。综合实验数据、理论公式与油石表面形貌模拟结果确定了理论公式中的常数系数,计算出了具体加工中单颗磨粒受到的磨削力,证明了这个力很小。论述了珩磨加工中材料去除率计算公式,设计并进行了不同加工参数条件下的工件材料去除率与油石磨损率实验,这是材料去除机理的主要内容。通过实验发现工件材料去除率与油石磨损率随着网纹夹角的增大而增大。认为面接触磨削的磨粒在切削中存在非连续切削现象,整个切削过程是连续切削与非连续切削的综合效果。提出了面接触磨削材料去除中包申格效应起着重要的作用,通过理论分析得出包申格效应的存在将会加速磨削中材料的去除效率。通过相应的实验验证了上面的推理。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-15
  1.1 课题来源与研究背景  8
    1.1.1 课题来源  8
    1.1.2 研究背景与意义  8
  1.2 面接触磨削的研究现状  8-13
    1.2.1 面接触磨削简介  8-10
    1.2.2 面接触磨削研究进展  10-12
    1.2.3 面接触磨削材料去除机理的研究现状  12-13
  1.3 问题的提出及本文研究的主要内容  13-15
第二章 磨具表面形貌模拟  15-28
  2.1 磨具介绍  15
  2.2 表面形貌模拟流程  15-17
    2.2.1 模拟整体思路  15-17
    2.2.2 模拟步骤  17
  2.3 磨粒形状和大小  17-20
    2.3.1 磨粒形状  17-19
    2.3.2 磨粒大小  19-20
  2.4 磨粒位置  20-22
    2.4.1 磨粒高度  20
    2.4.2 磨粒间距计算  20-22
  2.5 模拟结果的修正  22-23
    2.5.1 磨粒相互嵌入问题  22-23
    2.5.2 磨粒三维形貌问题  23
  2.6 磨具表面模拟结果  23-26
    2.6.1 模拟参数  23-24
    2.6.2 模拟结果  24-25
    2.6.3 软件开发  25-26
  2.7 表面形貌数据的提取  26-27
  2.8 小结  27-28
第三章 磨削力  28-47
  3.1 珩磨磨削力的理论公式  28-29
  3.2 珩磨加工磨削力与加工结果的实验  29-43
    3.2.1 实验原理  29-30
    3.2.2 实验设备  30-38
    3.2.3 加工参数  38-39
    3.2.4 操作流程  39-40
    3.2.5 实验结果与计算  40-43
  3.3 单颗磨粒磨削力的计算  43-45
    3.3.1 总的切削力  43-44
    3.3.2 其它参数的确定  44-45
    3.3.3 单颗磨粒的磨削力  45
  3.4 小结  45-47
第四章 材料的去除机理  47-63
  4.1 珩磨加工的材料去除率  47-55
    4.1.1 材料去除率理论公式  47-48
    4.1.2 材料去除率实验  48-55
  4.2 面接触磨削的非连续切削  55-58
    4.2.1 概念的提出  55-57
    4.2.2 实验验证  57-58
  4.3 材料去除中的包申格效应  58-61
    4.3.1 包申格效应的定义  58-59
    4.3.2 珩磨中包申格效应的提出  59-61
    4.3.3 实验验证  61
  4.4 小结  61-63
第五章 总结与展望  63-65
  5.1 文章总结  63
  5.2 未来工作展望  63-65
参考文献  65-69
发表论文和参加科研情况说明  69-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 磨削加工与磨床 > 一般性问题 > 磨削原理与计算 > 磨削过程机理
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