超高速陶瓷CBN砂輪磨損仿真研究.pdf

1、隨著科技的快速發(fā)展，超高速磨削以其獨有的優(yōu)點成為機械加工行業(yè)一種重要的加工手段，但砂輪的磨損成為制約其發(fā)展的一項重要因素。過去人們通常利用物理實驗和理論推導(dǎo)的方法進行砂輪磨損機理的研究，這樣既浪費人力物力，也使得單純的理論推導(dǎo)給人以晦澀難懂的感覺。
　　隨著計算機和有限元仿真技術(shù)的發(fā)展，將有限元仿真與實際生產(chǎn)相結(jié)合是一項創(chuàng)新的求解方法。這樣不但給人以直觀的感受，也使得仿真結(jié)果在一定誤差允許的范圍內(nèi)較真實的反映出所要解決問題的答案。

2、目前，國內(nèi)將有限元仿真技術(shù)應(yīng)用于超高速陶瓷CBN砂輪磨損機理研究方面，與國外相比較還處于不完善階段。因此，在大量查閱和總結(jié)國內(nèi)外關(guān)于有限元仿真法應(yīng)用于超高速陶瓷CBN砂輪磨損研究的相關(guān)理論和文獻的基礎(chǔ)上，對超高速陶瓷CBN砂輪磨損特征、磨損形式和磨損原因進行了深入全面的研究，為建立磨粒磨損的數(shù)學(xué)模型和幾何模型奠定了理論基礎(chǔ)。通過分別對陶瓷CBN砂輪宏觀有限元受力分析及微觀下單顆磨粒的磨耗磨損和破碎磨損的有限元仿真研究，為優(yōu)化磨削參數(shù)做出

3、理論和實驗依據(jù)，上述方法達(dá)到指導(dǎo)實際生產(chǎn)加工的目的。論文主要內(nèi)容有以下幾個部分:
　　(1)通過對已有磨損機理的分析，建立了陶瓷CBN砂輪體積磨損量的理論公式;根據(jù)砂輪微觀組織結(jié)構(gòu)，構(gòu)造了磨粒磨損模型，使其在最大程度上反映了磨粒不規(guī)則和隨機的特點，為陶瓷CBN砂輪磨損機理仿真研究提供了模型。
　　(2)在ANSYS/LS-DYNA中，建立了陶瓷CBN砂輪磨削過程的有限元仿真模型，動態(tài)地模擬了整體砂輪磨削、砂輪局部結(jié)構(gòu)受力和局

4、部砂輪磨料層受交變載荷的特性，通過仿真結(jié)果獲得了砂輪在磨削過程中的受力分布和變形情況，為研究微觀磨損情況提供了仿真前提。
　　(3)通過對單顆磨粒進行不同仿真參數(shù)的設(shè)置，利用SPH與FEM耦合的仿真方法，對不同工況情況下磨粒磨耗磨損進行了有限元仿真，分析了磨削速度、磨削深度和工件材料對單顆磨粒體積磨損量的影響情況，統(tǒng)計繪制出不同工況下體積磨損量的變化曲線，并通過轉(zhuǎn)換計算，推導(dǎo)出不同磨削參數(shù)下砂輪的使用次數(shù)，給出了較優(yōu)化的磨削參數(shù)范