工程陶瓷脆性域旋转超声磨削加工切削力研究.pdf

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1、第35卷第8期哈尔滨工程大学学报Vol_35No．82014年8月JournalofHarbinEngineeringUniversityAug．2014工程陶瓷脆性域旋转超声磨削加工切削力研究魏士亮，赵鸿，薛开，荆君涛'(1．哈尔滨工程大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150001；2．航天科工哈尔滨风华有限公司，黑龙江哈尔滨154001)摘要：为了解决由于工艺参数取值范围和实验次数有限而造成的实验结果局限性，对工程陶瓷脆性域旋转超声磨削加工切削力进行了研究。在旋转超声磨削加工机理研究基础上，结合弹塑性力学和压痕断裂力学，采用动

2、量定理和动能定理，推导了单个金刚石端面加工和侧面加工切削力计算公式，并建立了工程陶瓷脆性域旋转超声磨削加工切削力数学模型。最后通过实验对切削力数学模型进行验证，结果表明：切削力模型计算值与实验值误差低于8％，可满足工程应用，为工艺参数优化提供了依据。关键词：工程陶瓷；脆性域；旋转超声磨削加工；切削力；数学模型doi：10．3969／j．issn．1006—7043．201306030网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／doi／10．3969／j．issn．1006—7043．201306030．ht

3、ml中图分类号：TH16文献标志码：A文章编号：1006—7043(2014)08—097606InvestigationofthecuttingforceofrotaryultrasonicgrindingmachininginthebrittleregimeforengineeringceramicsWEIShiliang，ZHAOHong，XUEKai，JINGJuntao，(1．SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，HarbinEngineeringUniversity，

4、Harbin150001，China；2．ChinaAerospaceScience＆IndustryCorpHarbinFenghuaCO．Ltd，Harbin154001，China)Abstract：Thetheoreticalinvestigationofthecuttingforceofrotaryultrasonicgrindingmachining(RUGM)foren-gineeringceramicsinabrittleregimewasconductedforthepurposeofsolvingtheli

5、mitationsoftheexperimentalre—sultsduetothelimitedrangeofprocessparametersandthenumberofexperiments．BasedonthemechanismofRUGM，theformulaofthecuttingforcecausedbythebottomandsidemachiningofasinglediamondinthebrittleregimewasdeducedbythetheoremoflinearmomentumandkineti

6、cenergy，andwascombinedwiththeindentationfracturemechanicsandelastic—plasticmechanics．Meanwhile，themathematicalmodelofthecuttingforceforRUGMinthebrittleregimewasestablished．Finally，themodelwasverifiedbytheexperiments．Theresultsshowthattheerrorrateofthecuttingforcemod

7、elbetweenthecalculationvalueandtheexperimentalvalueislessthan8％．Asaresult．itcanmeetthedemandsofengineeringapplications．Soitprovidesthefoundationforprocesspa-rametersoptimization．Keywords：engineeringceramic；brittleregime；rotaryultrasonicgrindingmachining(RUGM)；cuttin

8、gforce；mathematiCalmode1工程陶瓷因其优良的物理性能和化学性能，被参数。国内外对工程陶瓷旋转超声磨削加工过程中加工成各种零部件(如导轨、导流罩、翼尖、控制舵切削力研究主要采用实验手段，通过实验研究超声等)，广泛应用于航空航天、精密机械、发动机等领振动振幅