軸向超聲振動輔助磨削的磨削力建模研究.pdf

1、超聲振動輔助磨削是在傳統(tǒng)磨削的基礎(chǔ)上給工件或砂輪施以超聲振動的一種加工方法，在加工過程中會產(chǎn)生沖擊、往復(fù)熨壓以及超聲潤滑等效應(yīng)，能夠降低磨削力、提高工件表面質(zhì)量、減小磨削熱的產(chǎn)生等，在一定程度上克服了傳統(tǒng)磨削的一些弊端。而磨削力是評價磨削過程和磨削結(jié)果的一重要參數(shù)，對超聲振動輔助磨削過程中的磨削力進(jìn)行研究，揭示超聲振動對磨削力的影響機(jī)理及影響規(guī)律具有非常重要的意義。本文主要基于磨削運(yùn)動學(xué)對軸向超聲振動輔助磨削過程中的磨削力進(jìn)行了研究，主

2、要的研究工作包括:
　　根據(jù)工件和砂輪的相對運(yùn)動，建立了軸向超聲振動磨削時磨粒的運(yùn)動方程，對磨粒的運(yùn)動特點(diǎn)、運(yùn)動軌跡、運(yùn)動弧長以及切屑斷面面積進(jìn)行了分析，結(jié)果表明超聲磨削的運(yùn)動弧長大于普通磨削，而切屑斷面面積小于普通磨削。
　　假設(shè)未變形磨屑厚度服從瑞利分布，建立了普通磨削和軸向超聲振動磨削的平均未變形磨屑厚度計算表達(dá)式，經(jīng)分析比較發(fā)現(xiàn)前者大于后者，由此得出了超聲磨削的切削變形力小于普通磨削的結(jié)論，并且其降低率隨振幅和頻率的

3、增大而增大，但是砂輪線速度的增大對降低率有一定的削弱作用;根據(jù)磨粒與工件的相對運(yùn)動關(guān)系，分析了軸向超聲振動磨削時磨粒在主切削方向上的摩擦力，結(jié)果表明其小于普通磨削的，并且降低程度與振幅和頻率成正相關(guān)的關(guān)系。綜合切削變形力和摩擦力兩部分，分析了軸向超聲振動磨削力小于普通磨削力的具體原因，并得到了兩種磨削方法下的磨削力模型。
　　實(shí)驗(yàn)研究了磨削深度、工作臺速度和超聲振幅對磨削力的影響，結(jié)果表明:磨削力隨磨削深度和工作臺速度的增大而增大