工程陶瓷磨削力的影响因素研究.pdf

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1、精密制造与自动化2014年第1期工程陶瓷磨削力的影响因素研究术张东坤李长河(青岛理工大学机械工程学院山东青岛266033)摘要磨削力是反映磨削过程的重要参数，磨削力与被磨材料的性能和显微结构、磨削用量、砂轮特性以及材料去除机制等有着密切关系。从陶瓷磨削模型和工程陶瓷材料磨削过程中的材料去除机制出发，分析了陶瓷磨削过程，研究了磨削力的形成，分析了磨削力的特点，并从磨削力的影响因素出发，分别研究了陶瓷材料性能、磨削方向、砂轮磨削速度、工件速度、磨削深度和砂轮粒度对磨削力的影响，对陶瓷磨削理论有了进一步的认识

2、。关键词工程陶瓷磨削机制磨削力影响因素随着科学技术，特别是能源、空问技术的发展，性及陶瓷表面残余应力；王长琼等人对工程陶瓷在工程陶瓷以其独特的分子构成而具有许多优良的物金刚石砂轮磨削过程中的磨削力进行了详细的试理、化学、机械性能，以高强度、低膨胀率、耐磨损验研究，分析了不同因素对磨削力及磨削效果的及化学稳定性等优越的性能受到了广泛的关注，在影响，建立了陶瓷磨削力的经验公式。从经验公航空航天、化工、军事、机械、电子等领域的应用式中可知，陶瓷的磨削力与砂轮横向进给量关系前景十分广阔。工程陶瓷材料是由粉末状原

3、料制造最大，其次是砂轮磨深的影响，而工件往复速度对成型后在高温下烧结而成，工程陶瓷作为一种典型磨削力无明显影响。同时得出陶瓷材料不适合进行的硬脆材料，其难加工性限制了对其进一步的推广缓进给、大切深的高效深磨。杨海等研究了陶瓷应用。目前，对工程陶瓷精密加工比较有效地方法磨削的磨屑形成机制，建立了以裂纹的产生与发展是采用金刚石砂轮磨削法。磨削加工是高速旋转砂为基础的工程陶瓷材料的磨削模型，横向裂纹是材轮对材料表面进行挤压，通过塑性变形或脆性断裂料被破坏的主要因素，推导了陶瓷磨削的磨削力与产生磨屑，从而形成新

4、的表面。但工程陶瓷的磨削材料去除率的关系式。姚春燕等研究了人工神经机制和磨削过程与金属及其它材料明显不同。磨削网络的回归分析及其在磨削力预测中的应用。基于力源于工件与砂轮接触后引起的弹塑性变形、切屑人工神经网络的一元回归和多元回归分析方法，并形成以及磨粒和结合剂与工件表面之间的摩擦作分别以正弦函数及磨削力公式为例，与传统的回用，与被磨材料的性能和显微结构、磨削用量、砂归分析方法进行比较，试验表明基于人工神经轮特性以及材料去除机制等有着密切关系。磨削网络的回归分析在回归精度上优于传统回归分力的大小影响磨削

5、系统的变形，是产生磨削热及磨析方法。Kuang．HuaFuh和Shuh-BinWang等人削振动的主要原因，直接影响到加工工件的最终表用改进的BP神经网络建模，预测了缓进给磨削中面质量和尺寸精度。磨削力反映了磨削过程的基本磨削力的情况，最终结果表明其收敛性相当好，误特征，可以说磨削力几乎与所有磨削参数有关系，是差在3％左右’。山东大学建立了工程陶瓷加lT性评价材料磨削性能的一个重要指标。能预测及加工参数优化仿真系统，建立的工程陶瓷国内外学者对磨削力进行了系统的理论分析与加工性能预测模型，不仅适合于稳定加

6、工区的加工试验研究。湖南大学邓朝晖等人研究了陶瓷磨削的参数，而且适合于不稳定加工取得加工参数。预测材料去除机制⋯；天津大学林滨等人研究了陶瓷材模型对工程陶瓷性能预测的误差为8．6％，使用由料延性域去除磨削机制；解放军装甲兵学院田欣优化模型选取的工艺参数进行了工艺验证，结果利等人应用压痕断裂力学分析陶瓷材料的磨削加工证明工程陶瓷加工的总体性能有提高。ChisatoTsutsumi和I．Inasaki等人深入研究了陶瓷材料的圈家自然科学基金项目资助高效深磨磨削机制’；s．Malkin等人分析了陶瓷(项口编号

7、：51175276)材料磨削时产生的磨削力⋯；B．R．Lawn等人针对10张东坤等工程陶瓷磨削力的影响因素研究陶瓷材料磨削建立了压痕区域断裂模型H。国内外2磨削力的形成机制及特点众多专家学者¨卜¨纷纷开始关注陶瓷磨削加工，由2．1磨削力的产生此表明在机械加工领域中陶瓷磨削的重要性。磨削力主要是由切削力和摩擦力两部分组成的。磨削力经验公式大都是以磨削参数的幂指数函数形1工程陶瓷磨削机制式来表达的，如公式(1)所示。不同的经验公式，各工程陶瓷磨削过程中的材料去除机制一般有脆个参数的指数值略有不同。性断裂、粉

8、末化去除和延性域去除3种方式。Ft=口(1)1．1脆性去除机制在陶瓷磨削中的材料脆性去除方式主要有以下式(1)中，为比例常数；为砂轮摆动速度；1)a几种：晶粒去除、材料剥落、脆性断裂、晶界微破为进给速度；a。为切深。碎等。在晶粒去除过程中，材料是以整个晶粒从工2．2工程陶瓷磨削力的特点件表面上脱落方式被去除的，通常伴有材料剥落去以砂轮磨削速度v~=14．06m／s、砂轮摆动速度除方式。材料剥落去除方式是陶瓷材料在磨削中十=1032mm／mi