外圆磨削力测试方法及高速磨削特性研究.pdf

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1、第9期组合机床与自动化加工技术NO．92012年9月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueSep．2012文章编号：1001—2265(2012)09—0009—04外圆磨削力测试方法及高速磨削特性研究张强，庞静珠，李蓓智，张电丛(东华大学机械工程学院，上海201620)摘要：在砂轮线速度为30～120m／s的磨削条件下，基于陶瓷CBN砂轮，对40Cr进行了高速外圆磨削工艺实验。通过采集磨削力的实验数据，考察了砂轮线速度、工件转速、切深对磨削力的作用机制，以及比磨削能随

2、比磨除率的变化规律，揭示了提高砂轮线速度、工件线速度可以有效地提高材料的去除能力或改善磨削工件的表面质量等高速磨削特性。关键词：外圆磨削力；测试方法；高速磨削特性；比磨除率；比磨削能中图分类号：TH16；TG65文献标识码：AStudyonTestMethodsofExternalCylindricalGrindingForceandHigh-speedGrindingCharacteristicsZHANGQiang，PANGJing—zhu，LIBei—zhi，ZHANGDian—cong(SchoolofMechanical

3、EngineeringDonghuaUniversity，Shanghai201620，China)Abstract：Inthispaper，high—speedexternalgrindingexperimentson40Crarecarriedoutinconditionsofthewheelspeedof30～120m／sbyusingceramicsCBNgrindingwh~elandexperimentaldataofgrindingforceareobtained．Italsoreviewedthecharacter

4、isticsofhigh-speedgrinding，includingimpactofwheelspeed，workpiecespeed，depthofcutO171grindingforce，andspecificremovalrateonthespecificgrindingenergy．Keywords：externalcylindricalgrindingforce；testmethods；characteristicsofhigh—speedgrinding；specificremovalrate；specificgr

5、indingenergy接触区域。为了避免这种过度简化的模型，Liu等0引言刚体砂轮替换为三维模型中的结点力，用于仿真线磨削加工是一种高效的切削加工方法，其加工锯陶瓷片的磨削，实际上硅片磨削中波纹状的表面精度高和能加工高硬度零件等方面的优点，有时是特征是通过在每个波峰施加磨削力而同时在波谷处其他切削加工方法所不能替代的⋯。磨削力是反映施加空间约束，虽然没有从实验方面给出量化的验磨削过程基本特征及其磨削性能的重要指标之一，证磨削表面验证数据，但却从定性的实验中反映了它能反映出磨削过程的基本特征。磨削力产生的原较好的一致性，由于材料的

6、去除并未建模，并且硅片因是磨削过程中的切削、摩擦及粘附等现象综合作被作为弹性材料处理，这使得模型的应用受到限制。用的结果，它与材料显微结构及性能、磨削用量、砂Warnecke和Barth。。研究了不同轮毂材料在砂轮工轮特性、材料去除机理、机床刚度以及磨削液的选用件接触时的振动效应，首先使用有限元分析法确定等都有密切关系，同时，它对磨削工艺的制定和表磨削弧区的载荷，而后使用瞬态(动态)模型模拟砂面、亚表面损伤都有影响，也是评价材料可磨削性优劣轮振动和在磨削表面产生的效应，最后对实验中实的重要指标。研究磨削力的目的，在于更好地认识磨际

7、磨削表面与仿真振动幅值进行了对比。高速磨削削过程，它不仅是磨床设计的基础，也是磨削研究的主技术的产生、发展与应用，从根本上颠覆了“磨削工要问题。磨削力易于控制和测量，可通过测量磨削力艺效率低”的观念，但是，如何在提高磨削效率的同时以计算磨削能来认识磨削机理，也可用磨削力监测砂进一步提高磨削精度及其表面完整性?如何实现高速轮的磨损状况以及时修整或更换砂轮，因此开展磨削磨削的高质量、高效率、低成本的完美统一?在高速高力的研究有着重要的理论和应用价值¨。质量磨削理论、工艺、装备的研究与应用领域，目前尚Kim等提出了用于空心管件外圆磨削时

8、砂轮有很多科学问题和关键技术亟待发现与解决。因此，所造成的变形模型，假定砂轮为刚体，这与常理所知研究砂轮线速度、工件线速度、磨削深度等磨削工艺参的可变形的自然砂轮相悖，并且也将彻底影响实际收稿日期：2012—02—08；修回日期：2012—02—2