彈性基體軟固結(jié)磨料磨具的材料去除機理

編號：CYYJ04106

篇名：彈性基體軟固結(jié)磨料磨具的材料去除機理

作者：王家慶 郭磊 劉天罡 郭萬金 呂景祥 靳淇超

關(guān)鍵詞： 彈性基體磨具 軟固結(jié)磨料 磨削拋光 材料去除效率 多因素模型

機構(gòu)： 長安大學道路施工技術(shù)與裝備教育部重點實驗室 重慶大學機械傳動國家重點實驗室 中天引控科技股份有限公司

摘要： 基于彈性磨具的磨拋工藝為硬脆材料超精密加工效率與加工質(zhì)量的兼顧平衡提供了新的解決思路,但其磨拋過程的材料去除機理尚未明確。為研究彈性磨拋過程中的材料去除行為,以硅橡膠作為磨具基體材料,混合微米級金剛石磨料制備彈性基體軟固結(jié)磨料磨具,利用有限元仿真分析方法研究彈性基體軟固結(jié)磨粒的受力狀態(tài),結(jié)合接觸力學與運動學分析建立考慮單顆磨粒磨損行為與有效磨粒數(shù)量的材料去除模型,通過石英玻璃試件的彈性磨拋加工試驗驗證預測模型的準確性。結(jié)果表明:石英玻璃試件的材料去除率隨著磨拋壓力、主軸轉(zhuǎn)速、磨具偏角的增大而顯著增加,而磨料粒徑對其影響程度較小;當工藝參數(shù)組合為磨料粒徑100μm、磨拋壓力7 N、主軸轉(zhuǎn)速1500 r/min、磨具偏角20°時,經(jīng)60 min磨拋后,工件已加工表面粗糙度由1.069μm降至0.089μm,材料去除率為8.893×108μm3/min;該試驗條件下,建立的材料去除模型預測準確度相比Preston經(jīng)典模型提高36.7%。研究成果可為實現(xiàn)硬脆材料的確定性材料去除提供技術(shù)支持和理論依據(jù)。