基于单颗粒磨削电镀cbn砂轮磨削窄深槽特性分析

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文基于单颗粒磨削的电镀CBN砂轮磨削窄深槽的特性分析摘要随着机械制造业的快速发展，发动机和液压泵得到了广泛地应用。发动机涡轮叶片根部和液压泵转子叶片根部分布着窄深槽结构。窄深槽是深宽比大于2，槽宽小于4nun的特殊结构。零件上窄深槽的加工质量很大程度上决定了零件质量。高精度窄深槽的制造一直是机械加工中的难题。传统的加工方法成本高、精度低，难以满足加工要求。电镀CBN(CubicBoronNitride)砂轮具有一系列优良性能，广泛运用于高精度窄深槽的加工，取得了良好的效果。磨粒粒度反映了磨粒尺寸的大小，它是砂轮的主要特性指标之一。磨粒尺寸直接影响着其项锥角2

2、伊及尖端钝圆半径‰两个参数的值，这两个参数描述了磨粒的锋利程度；磨削用量直接决定了磨削力、磨削温度、砂轮磨损以及加工质量等。本论文基于单颗粒磨削，研究了磨粒粒度和磨削用量对磨削力、磨削温度、砂轮磨损的影响。主要研究内容有：1)论述了磨削的基本原理，主要包括磨粒切削刃的形状及分布、磨削物理模型、砂轮与工件的接触弧长、单颗粒磨削的未变形磨屑厚度、磨削力、磨削温度、砂轮磨损。为后续的建模和仿真提供理论依据。2)分别建立了36“、46“、60“、808的单颗CBN磨粒和工件的几何模型。将单颗CBN磨粒简化为带尖端钝圆的圆锥体、将工件简化为长方体，将单颗粒磨削简化为直线滑擦模型。介绍了有限元模拟

3、仿真的关键技术，建立太原理工大学硕士研究生学位论文了工件的材料模型、切屑分离准则、材料断裂准则、网格划分准则、刀．屑接触摩擦模型以及磨损模型，并通过仿真验证了上述参数的正确性。3)针对不同粒度(364、46样、604、8酽)的电镀CBN砂轮在淬硬轴承钢GCrl5上磨削2×10mm的窄深槽的情况(磨削速度为40州s、进给速度为5舢州s)，应用DEFOI蝴．3D软件对相应单颗CBN磨粒的磨削力、磨削温度以及磨损进行了仿真分析，结果表明：单颗CBN磨粒受到的磨削力、磨削温度以及磨损均随CBN磨粒粒度的减小而减小。4)针对电镀CBN砂轮(粒度为468、进给速度为5m州s)以不同的磨削速度(20

4、州s、30州s、40州s、50州s)在淬硬轴承钢GCrl5上磨削2×10mm的窄深槽的情况，应用DEFOI蝴．3D软件对相应单颗CBN磨粒的磨削力、磨削温度以及磨损进行了仿真分析，结果表明：单颗CBN磨粒受到的磨削力随磨削速度的增大而减小，而磨削温度及磨损均随磨削速度的增大而增大。5)针对电镀CBN砂轮(粒度为46襻、磨削速度为40州s)以不同的进给速度(2舢刚s，3m州s，4m州s，5舢“s)在淬硬轴承钢GCrl5上磨削2×10mm的窄深槽的情况，应用DEFORM．3D软件对相应单颗CBN磨粒的磨削力、磨削温度以及磨损进行了仿真分析，结果表明：单颗CBN磨粒受到的磨削力、磨削温度以及

5、磨损均随进给速度的增大而增大。关键词：单颗粒磨削，电镀CBN砂轮，磨粒粒度，磨削用量，磨削特性II太原理工大学硕士研究生学位论文CHARACTEIUSTICANALYSISOFGRINDINGNARR0、肌AND．DEEPSLOPW1THELECTROPLATEDCBNGR啪INGⅥHEELBASED0NSINGLEABRASIVEGRAINGR姗INGABSTRACTWiththerapiddeVelopmentofmechanicalmanufacturingin(1ustry，Engine骶ldhydraulicpumpareusedwidely．Narrow-and—de印sl

6、opsaredistributedintherootofengineturbinebladesandhydraulicpumprotorblades．Narrow—and—deepslopisaspecialconstlmctionwhichdeptll-widthratioover2andwidmoVer4mm．Thequalityofnarrow—and-deepslopgreatlydetemlinesthequalit)，ofpart．Machiningnarrow—and—deepslopwithhighaccuracyisadi伍cultproblemofmechanica

7、lprocessing．ThetraditionalmachiIlingmethodswithwemmessessuchashighcost、10waccuracyandcan’tmeetrequirementofmachining．BecauseelectroplatedCBNgrinding、Vheelpossessesaseriesofexcellentperfornlance，ithasbeenwidelyusedinmachining