超聲振動輔助磨削納米復相陶瓷機理研究.pdf

1、超聲振動輔助磨削加工技術(shù)是加工納米復相陶瓷材料的一種重要加工方法之一，具有重要的理論意義及應用前景。其中，由于磨粒切削軌跡的特殊性，超聲振動輔助磨削在提高材料去除率、加工表面質(zhì)量與降低磨削力方面具有一定優(yōu)勢。
　　本文對多頻率下軸向超聲輔助磨削加工技術(shù)進行了系統(tǒng)的理論和實驗研究，包括：超聲振動磨削加工的運動學特性、表面形成機理與磨削力特性。主要研究內(nèi)容如下：
　　根據(jù)波動方程對聲學系統(tǒng)進行設計計算，利用 ANSYS有限元法進

2、行優(yōu)化，使其滿足諧振頻率，然后通過試驗測試聲學系統(tǒng)振動特性。
　　建立超聲振動輔助磨削單顆磨粒的運動學方程，并對不同頻率和振幅對切削軌跡、磨粒與工件相對速度及加速度進行分析與仿真，仿真結(jié)果表明，振幅和頻率影響了切削軌跡的寬度和長度且磨削軌跡為空間正弦曲線；振幅和頻率越大，對相對速度和加速度的大小方向影響很大；在此基礎上通過試驗研究了不同頻率的磨削表面，結(jié)果35kHz的超聲振動輔助磨削表面粗糙度值低，質(zhì)量較好。
　　通過引入單

3、位磨削力和平均截面面積得到超聲振動磨削的切削變形力模型；根據(jù)磨削能力參數(shù)Cge，給出摩擦系數(shù)模型；進而對不同頻率下的磨削力進行試驗研究。結(jié)果表明：工件施加超聲振動磨削系數(shù)降低，35kHz下的超聲振動摩擦系數(shù)降低的最明顯；法向磨削力隨磨削深度的增加呈上升趨勢，隨頻率的增加呈下降趨勢；三種頻率下均使切削變形力降低率減小，相比而言，35kHz下切削變形率降低最明顯。
　　為了進一步研究超聲振動對磨削表面的機理，通過建立二維超聲振動磨削單