K9玻璃磨削亚表面损伤深度预测模型及实验研究

摘要

K9玻璃尺寸为20×20×20(mm)，表面粗糙度小于2nm。磨削实验在ULTRASONIC70-5linear型DMG机床上进行，采用Φ=10mm的240#金属基金刚石砂轮，磨削方式为逆磨，磨削过程使用冷却液，采用Kistler高灵敏度压电式三向测力仪测量力的大小。随着主轴转速ns的提高，法向磨削力斤有着减小趋势，但不明显;随着磨削深度ap的增大，法向磨削力FN的值有着明显的增长趋势.主轴转速越大、磨削深度越小，材料的延性去除区域越多，越有利于改善表面质量。随着主轴转速转速的提高，表面粗糙度降低;随着磨削深度的增加，表面粗糙度增大，这是因为磨削深度降低会使磨粒对工件的切削厚度减小，主轴转速提高会导致磨削过程的应变率提高，工件表面延性去除区域更多，有利于降低表面粗糙度值。亚表面损伤深度的预测值和实验值相比皆偏小，这是由于亚表面损伤深度预测模型是在单压头压痕实验基础上建立的，而实际磨削加工中亚表面会受到多磨粒祸合作用的影响，对亚表面造成更大程度的损伤。实验值和模型预测值一致性较好，说明亚表面损伤深度预测模型具有一定可靠性。