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1、超高速點磨削論文：超高速點磨削成型機理與砂輪磨損仿真研究【中文摘要】超高速磨削由于其在超精密加工應用中已經表現(xiàn)出獨特優(yōu)勢成為近年來磨削發(fā)展的主要方向之一,快速點磨削則是由德國勇克機床公司在上世紀九十年代開發(fā)研制的新技術,該技術在國內已有使用,并取得了良好的經濟效益。東北大學先進制造研究所在國家自然基金的資助下將超高速磨削與快速點磨削結合而開始了超高速點磨削加工的研究。超高速點磨削工藝的工作原理是：在水平和垂直兩個方向上,要求砂輪軸線與工件軸線形成夾角。是使砂輪與工件間理論上是一點接觸,在數(shù)控裝置控制下砂輪精確進給,完成整個外圓表面的磨削?？焖?/p>
2、點磨削過程中點磨削變量角的存在,使得砂輪與回轉形工件表面形成理論上的點接觸,經過實踐證明,這種加工方法具有較好的效率和經濟性。但是對于這種加工方法的理論研究和工藝系統(tǒng)的建立仍處于近乎空白階段。與傳統(tǒng)磨削方法相比,超高點速磨削的成型機理更為復雜,由于變量角度的存在其磨削幾何學,砂輪磨損特性等與常規(guī)磨削方式有很大的區(qū)別。點磨削變量角將顯著影響磨削區(qū)形狀、面積、方位,因而也將影響磨削力、磨削熱、工件表面的完整性及砂輪磨損特性等目前尚未有公認的結論,但加工機理是如何提高加工精度和質量以及對加工過程進行控制的關鍵,因而其加工過程中特有的角度對磨削加工過
3、程和砂輪磨損造成什么樣的影響是一個讓人們比較關心的問題。本文在針對上述兩點進行了如下研究：(1)總結了超高速磨削技術和工藝的發(fā)展狀況、特點及應用狀況,在此基礎上從磨削幾何學的角度入手對點磨削進行分析,推導出點磨削砂輪的加工工件時最大接觸弧長以及未變形切屑厚度等參數(shù),對各種加工參數(shù)對磨削幾何參數(shù)的影響做了相關分析和仿真并得出相關結論。(2)根據(jù)磨削幾何學所求的幾何參數(shù)和實際加工特點,對磨削過程中砂輪工件的接觸區(qū)域進行了相關研究和仿真,得出了砂輪工件接觸區(qū)域隨加工條件的不同而變化的情況,并根據(jù)接觸區(qū)域形狀進行簡化后得出接觸面積的計算公式,并于普通
4、砂輪的接觸面積進行比較,對后續(xù)進行磨削機理有基礎鋪墊作用。(3)結合金屬材料在高應變率和高溫下的非線性的本構關系,研究了在超高速點磨削加工條件下的磨削機理,得出了砂輪偏轉角度對加工機理的影響。對超高速磨削加工機理進一步研究,并采用ABAQUS軟件進行了仿真驗證。(4)對超高速點磨削砂輪磨損進行了相關研究,在總結砂輪磨損規(guī)律和特性的基礎上結合超高速點磨削的加工特點給出了超高速點磨削砂輪磨損后的形態(tài),并計算了其對磨削加工造成的切深損失。(5)綜合考慮超高速點磨削的特性,得出超高速點磨削加工與普通加工相比的優(yōu)點和缺點,為超高速點磨削的進一步研究提供
5、了一定的參考?！居⑽恼縐ltra-speedgrindingisoneofthehottestareasofgrindingresearchforitsparticularadvantageswhichhadbeenprovedintheUltra-precisionmachining.QuickpointgrindingtechnologywasdevelopedbyJunkMachinecompanyinthelast90s.Ultra-speed-pointgrindingiscreatedbyNortheasternUnivers
6、ityofChinaunderthesponsorofNationalNatureFund.Butthetheoreticalstudyofitscuttingmechanismisstillblank,alsoforitsprocesssystems.Thebasicworkingprincipleofultra-speed-pointgrindingis:thereareanglesbetweentheaxisofworkpieceandtheaxisofwheelintwodirections,bothinthehorizontalpl
7、aneandintheverticalplane.Thepurposeismakingthecontactareaofthewheelandtheworkpiecebeingonlyapoint.AndthegrindingwheelcanbecontrolledbyCNCsystemtogrindthewholecomplicatedcylindricalsurface.Sincethepoint-grindinganglesexistenceinquick-pointgrinding,itisthepointcontactbetweent
8、hewheelandthework-piece.Thistypeofmachiningcouldenhanceefficiencyandreducecost,the
