陶瓷球双自转盘研磨方式转速优化及工艺实验研究

摘要

陶瓷球在精密工程领域发挥着重要作用。然而，成球机理不完善、加工效率低、加工成本高的陶瓷球传统研磨方式越来越不能适应科技发展的需求。为此，国内外学者提出了多种研磨方式，在这些研磨方式中，自转角主动控制研磨方式具有较好的研磨均匀性，然而因其结构和控制复杂，难以应用。本实验室提出了双自转研磨盘研磨方式，它继承了自转角主动控制研磨方式良好的研磨均匀性优点，并将其机构进行简化。 本文介绍了球坯表面研磨均匀性的评价方法。通过对双自转研磨盘研磨方式进行运动学分析，计算出研磨轨迹，对球坯表面进行均匀性分析。创新点是运用转速比函数对陶瓷球在双自转研磨盘研磨方式下的研磨均匀性进行仿真分析，表明研磨均匀性不仅取决于自转角θ变化范围，而且取决于θ角的变化过程和球的自转角速度ωb的变化。 以去除率MRR，圆度Rnd和表面粗糙度Ra为评价目标，探讨了基于转速比函数的陶瓷球研磨工艺参数正交优化方法。在给定研磨盘材料和磨料(种类和粒度)的条件下，影响陶瓷球研磨表面质量的主要工艺参数有：加工载荷，磨料浓度和加工速度。本研究通过正交方法进行了实验设计，采用平均值和信噪比水平响应的方法，得出了最佳的工艺参数组合。实验结果表明，在所评价的参数中，较高的加工载荷，中等的磨料浓度和较低的加工速度能够获得比较好的表面粗糙度Ra和圆度Rnd。

目录

文摘

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符号说明

第一章绪论

第二章双自转研磨盘研磨过程的运动学分析

第三章双自转研磨盘研磨转速优化及仿真分析

第四章基于转速比函数的陶瓷球研磨工艺参数的正交优化

第五章总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文、参与的科研项目