固结磨粒面接触磨削接触状态研究

摘要

固结磨粒面接触磨削加工是目前超精密加工的首选方法之一，作为“创造性”加工工艺，对国家制造业的发展具有重要的应用价值。然而，至今针对面接触磨削加工各方面的研究工作仍然较少，大多以普通磨削的基础，为简化起见认为面接触磨削与传统砂轮磨削具有相同的加工机理。而从材料去除机理上讲，面接触磨削与普通磨削存在很大差别。不同于传统磨削加工研究方式，本文以面接触模型为基础，初步开展了固结磨粒面接触磨削中的磨具与被加工表面的接触状态研究，以期揭示面接触磨削加工机理。
　　 首先，在固结磨粒面接触磨削接触问题分析基础上，提出了面接触磨削接触问题的研究的方法，将这一研究过程分为：磨具及被加工表面形貌特征分析、接触模型建立，接触机理分析。
　　 第二，基于现有的磨具表面形貌研究以及虚拟加工技术的研究，提出了与面接触磨削的磨具及被加工表面相适应的仿真方法，并设计了接触模型的所需数据的提取法方法。
　　 第三，据摩擦学中的Hertz弹性接触理论模型，结合面接触磨削的接触的实际特点，研究了接触对的弹性接触分析法，建立了适用于面接触磨削的磨粒与被加工表面的弹性接触的模型。
　　 最后，基于磨粒与被加工表面的弹性接触的模型，利用MATLAB软件，建立了磨具与被加工表面接触过程的仿真系统，并对仿真结果进行可视化处理，分析了接触过程中磨具的弹性变形因素对接触状态的影响。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1课题研究意义

1.2面接触磨削的研究现状

1.2.1面接触磨削加工原理

1.2.2面接触磨削的研究现状

1.3面接触磨削接触问题研究现状

1.3.1面接触磨削接触特性

1.3.2接触问题的研究现状

1.3.3现有接触模型

1.4本文拟研究的主要内容

第二章 磨具表面研究

2.1磨具数学特征分析

2.1.1磨具表面的组成

2.1.2磨粒中心的空间排布

2.1.3磨粒的形状表征

2.2磨具表面形貌仿真

2.2.1磨具表面的仿真方法

2.2.2磨具表面仿真结果

2.3磨具表面形貌检测与特征信息识别

2.3.1磨具表面形貌检测

2.3.2磨具表面特征信息识别

2.4本章小结

第三章 加工表面形貌研究

3.1工件表面的形貌特征分析

3.1.1表面特征的划分

3.1.2加工表面特征的影响因素

3.1.3加工表面的数学特征

3.2工件表面仿真

3.2.1加工表面的仿真过程

3.2.2加工表面的仿真结果

3.3工件表面特征参数的识别

3.3.1工件表特征参数的选取

3.3.2工件表特征参数的提取方法

3.4本章小结

第四章 面接触磨削接触模型

4.1面接触磨削接触问题的分析

4.1.1面接触磨削接触过程

4.1.2面接触磨削接触理论的选择

4.2基于Hertz理论的单磨粒接触模型

4.2.1 Hertz理论的研究内容

4.2.2 Hertz理论的球接触模型

4.2.3单磨粒接触模型

4.3磨具与被加工表面的弹性接触模型

4.3.1规则磨具表面与理想平面的接触

4.3.2不规则磨具表面与理想平面的接触

4.3.3不规则磨具表面与粗糙表面的接触情况

4.3磨具的弹性变形模型

4.3.1磨具的弹性

4.3.2接触过程中的磨具弹性模型

4.4本章小结

第五章 面接触磨削接触模型的仿真实验

5.1单磨粒接触仿真

5.1.1单磨粒接触的仿真过程

5.1.2单磨粒接触的仿真结果分析

5.2磨具与被加工表面的接触

5.2.1接触模拟的条件

5.2.2接触过程仿真

5.2.3仿真结果分析

5.2.4磨具弹性对接触的影响

5.3不同仿真模型的接触状态对比

5.3.1磨具与被加工表面的数学特征分析

5.3.2仿真接触结果与理论模型比对

5.3.3与实际加工表面进行对比

5.4本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢