单颗磨粒超声ELID复合磨削试验研究.pdf

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1、22工具技术单颗磨粒超声ELID复合磨削试验研究郑友益，尤奇河南理工大学摘要：基于超声ELID复合磨削的运动特性建立简单的超声ELID复合磨削模型，并对砂轮表面的磨粒在内圆磨削过程中的运动特性进行了系统分析。根据磨粒的运动特点建立了单颗磨粒运动轨迹的数学表达式，并应用MATLAB软件建立了单颗磨粒运动轨迹模型，重点分析了单颗磨粒运动轨迹在内圆磨削过程中对工件材料去除率及工件表面质量的影响。采用对比试验加以分析，对ZrO：陶瓷分别进行了超声ELID复合磨削和普通ELID磨削，试验结果表明超声ELID复合磨削较普通ELI

2、D磨削具有更高的加工效率和良好的表面质量。关键词：超声ELID；复合磨削；运动轨迹中图分类号：TG581文献标志码：AExperimentalStudyonUltrasonicandELIDCompositeGrindingBasedonSingleGrainZhengYouyi，YouQiAbstract：ThekinematicscharacteristicsoftheultrasonicandELIDcompositegrindingisanalyzed．Asimplemodeloftheultrasonica

3、ndELIDcompositegrindingisfounded．Thenthekinematicscharacteristicsofdiamondgritsonthesur-faceofthegrindingwheelintheinternalgrindingprocessisanalyzedsystematacially，themathematicalexpressionsofthetrajectoryofthesingleabrasivegritareestablished，andthetrajectorymo

4、delofthesingleabrasivegritisfounded．Thein—fluenceofthesinglegraintrajectoryonmaterialremovalrateandsurfacequalityisanalyzedseriouslyintheprocessofgrinding．ThecomparisontaskisexperimentedbetweentheultrasonicandELIDcompositegrindingandELIDgrindingonZrO2ceramic．Th

5、eexperimentalresultsshowthattheuhrasonicandELIDcompositegrindinghashighermachii!ingeffi·ciencyandgoodsurfacequalitythanELIDgrinding．Keywords：ultrasoundELID；compositegrinding；trajeetory一直以来都是一个技术难题和研究热点I3j。因1引言此，如何实现工程陶瓷材料的精密、超精密磨削加工随着高科技产业的发展和科学技术的突飞猛技术是当今世界各国研

6、究的一个方向。就目前而进，很多具有高硬度、高强度、高耐磨性、高耐热性、言，高硬度高脆性材料的加工主要依靠金刚石工具高耐腐蚀性等高功能性的材料被应用到各工业领的磨削加工，通过使用超硬精细磨料的精密磨削及域⋯，如ZrO：陶瓷由于具有高韧性、高硬度、高耐磨研磨、抛光来实现超精密加工，这种加工方法不仅生性以及耐高温等独特性能被应用到电子、汽车、生物产效率低，而且容易产生亚表面损伤，使加工成本变等领域。但是，ZrO陶瓷的特殊性能和难加工性是高。由其晶体结构决定的，为复杂离子键和共价键组成本文研究的超声ELID复合磨削技术是将超

7、声的多晶结构。正因为如此，成形后的陶瓷材料加工振动辅助磨削技术和在线电解修整(ElectrolyticIn—processDressing，简称ELID)磨削技术结合起来的一种新的复合磨削加工工艺，超声ELID复合磨削技基金项目：国家自然科学基金：基于多工艺复合的硬脆材料高效镜面加工技术基础研究(E51175153)术融合了超声振动辅助磨削技术以及ELID磨削技收稿日期：2014年9月[2]YAhintas．Manufacturingautomation：metalcuttingmechan—中心，河南农业大学机电工

8、程学院，450002郑州市ics，machinetoolvibrations，andCNCdesign[M]．Lundon：FirstAuthor：ZhangKaifei，Doctor，Lecturer，CollaborativeCambridgeUniversityPress，2012．InnovationCenterofHenanGrain