磨粒半徑對(duì)金剛石研磨加工影響機(jī)制的仿真研究

編號(hào)：FTJS08172

篇名：磨粒半徑對(duì)金剛石研磨加工影響機(jī)制的仿真研究

作者：張桐齊 岳曉斌 雷大江 楊寧

關(guān)鍵詞： 金剛石 研磨 分子動(dòng)力學(xué)仿真 磨粒半徑

機(jī)構(gòu)： 中國工程物理研究院機(jī)械制造工藝研究所

摘要： 為解析金剛石磨粒尺寸變化對(duì)金剛石材料研磨質(zhì)量的影響機(jī)制,利用分子動(dòng)力學(xué)方法建立球形剛性金剛石磨粒研磨金剛石工件的模型,研究不同磨粒半徑下的磨削力變化規(guī)律和應(yīng)力、相變分布。結(jié)果表明:磨粒半徑從6a增大到20a(a為金剛石晶格常數(shù)),磨削平均法向力和平均切向力均線性增加,但平均法向力增量為平均切向力的3倍;磨粒與工件間的剪切作用相對(duì)擠壓和摩擦的作用越來越小,且磨削力波動(dòng)幅度變大表明工件的位錯(cuò)形成更劇烈;同時(shí),磨粒前下方形成的強(qiáng)壓應(yīng)力區(qū)和磨粒后方由摩擦引起的集中拉應(yīng)力區(qū)增大,非晶相變區(qū)域增大,研磨區(qū)后方缺陷增多,工件的加工表面質(zhì)量變差。當(dāng)半徑為10a、15a和20a的磨粒壓入深度為2 nm時(shí),磨�？虅澓蟮墓ぜ�表面顯微硬度比未刻劃時(shí)的有所降低,分別減少2.8%、9.6%和18.3%,即磨粒半徑增大會(huì)顯著降低工件表面力學(xué)性能。