[發(fā)明專利]一種通過(guò)單顆磨粒三次磨削研究初始磨削表面的研究方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810071090.1
• 申請(qǐng)日: 2018-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108161585B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁文鋒;錢(qián)寧;徐九華;蘇宏華;傅玉燦;楊長(zhǎng)勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B24B1/00
• 分類號(hào): B24B1/00;B24B19/02;B24B49/04;G01N3/58
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

本發(fā)明涉及一種通過(guò)單顆磨粒三次磨削研究初始磨削表面的研究方法，利用預(yù)先確定好的單顆磨粒，通過(guò)控制數(shù)控磨床水平和垂直方向的進(jìn)給實(shí)現(xiàn)不同出露高度排列和干涉方式三次磨削工件，生成僅包含一條完整磨削溝槽（溝槽和兩側(cè)的側(cè)流、隆起）的磨削表面，進(jìn)而分析這個(gè)磨痕的幾何形貌特征，來(lái)研究磨粒種類、磨刃刃形、出露高度差異、磨粒之間干涉程度和磨削參數(shù)對(duì)已加工表面生成的影響。進(jìn)而探究磨削溝槽生成機(jī)理，解決現(xiàn)有單顆磨粒磨削試驗(yàn)不能有效獲得并研究真實(shí)完整的磨削表面溝槽的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過(guò)單顆磨粒三次磨削研究初始磨削表面的研究方法，可用于研究不同尺寸的金剛石(或立方氮化硼)磨粒在不同出露高度排列模式下、磨粒不同磨刃刃形和磨削參數(shù)(磨削速度、進(jìn)給速度和磨削深度)對(duì)磨削表面生成的影響。

背景技術(shù)

砂輪的磨削表面是由眾多隨機(jī)分布在砂輪工作面上的磨粒在工件上磨削形成的溝槽，材料側(cè)流和隆起以及溝槽之間相互干涉形成的。那么磨削表面上單條磨削溝槽即可看成構(gòu)成磨削表面的最基本單位。研究磨削表面生成機(jī)理可以從這一基本單位入手。

單顆磨粒磨削是認(rèn)識(shí)磨削過(guò)程的重要手段，通過(guò)對(duì)單顆磨粒的磨削規(guī)律的研究，能很好地認(rèn)識(shí)材料的磨削機(jī)理。單顆磨粒磨削能在相似的磨削加工過(guò)程中不受到其他磨粒的影響，可以應(yīng)用較大的載荷，并且放大磨削的程度，從而得到單顆磨粒磨削過(guò)程中存在的現(xiàn)象和規(guī)律。研究單顆磨粒磨削過(guò)程對(duì)分析磨削過(guò)程中的力、溫度，材料的成屑及砂輪地貌對(duì)工件加工表面質(zhì)量的影響具有重要的指導(dǎo)意義，為磨削過(guò)程控制提供依據(jù)。為了模擬單顆磨粒切除材料的過(guò)程，由此產(chǎn)生了單顆磨粒磨削試驗(yàn)。上世紀(jì)八十年代開(kāi)始，眾多學(xué)者不斷開(kāi)發(fā)和改進(jìn)單顆磨粒實(shí)驗(yàn)裝置，但是很少有人研究單顆磨粒磨削時(shí)磨削表面的生成，尤其是從單顆磨粒磨削的角度與砂輪磨削后的磨削表面建立聯(lián)系。

磨粒位姿可控的單顆磨粒磨削試驗(yàn)方法。提供一種可以控制磨粒位姿的單顆磨粒磨削試驗(yàn)平臺(tái)及其試驗(yàn)方法，可以約束磨粒位姿及切削形態(tài)，監(jiān)測(cè)磨削過(guò)程。并使用釬焊技術(shù)或者電鍍技術(shù)將磨粒緊密結(jié)合在試驗(yàn)芯軸上，為本發(fā)明的研究方法提供了試驗(yàn)基礎(chǔ)。

從已公開(kāi)的對(duì)于單顆磨粒磨削試驗(yàn)方法來(lái)看，無(wú)論是鐘擺式還是劃擦式單顆磨粒磨削試驗(yàn)方法，其目的大多是研究磨粒的材料去除行為。因此以此方法生成的磨削溝槽包含著溝槽和在未加工表面上的側(cè)流、隆起。而這個(gè)溝槽和兩側(cè)的隆起與實(shí)際砂輪磨削表面上的溝槽和兩側(cè)的側(cè)流、隆起相差甚遠(yuǎn)，如圖1所示。已加工表面上的溝槽兩側(cè)的側(cè)流，隆起受到相鄰的相互干涉的溝槽影響大，而這個(gè)影響在單顆磨粒磨削單個(gè)溝槽的試驗(yàn)方法中是無(wú)法研究的。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種通過(guò)單顆磨粒三次磨削研究初始磨削表面的研究方法，利用預(yù)先確定好的單顆磨粒，通過(guò)控制數(shù)控磨床水平和垂直方向的進(jìn)給實(shí)現(xiàn)不同出露高度排列和干涉方式三次磨削工件，生成僅包含一條完整磨削溝槽(溝槽和兩側(cè)的側(cè)流、隆起)的磨削表面，便于研究磨粒狀態(tài)以及磨削參數(shù)對(duì)磨削表面上溝槽生成的影響，進(jìn)而探究磨削溝槽生成機(jī)理，解決現(xiàn)有單顆磨粒磨削試驗(yàn)不能有效獲得并在其基礎(chǔ)上研究真實(shí)完整的磨削表面溝槽的問(wèn)題。

技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

通過(guò)單顆磨粒三次磨削研究初始磨削表面的研究方法，步驟如下：

步驟一：選擇磨粒參數(shù)和加工參數(shù)

(1)確定磨粒種類、尺寸、刃形、出露高度排列模式和干涉系數(shù)；

(2)確定磨削參數(shù)，即磨削速度、進(jìn)給速度、磨削深度，并由此確定單顆磨粒未變形最大切厚。

所述的出露高度排列模式是采用高中低(依次高度差5μm)、高高高(出露高度一致)、高低高(即出露高度依次為高(例如：對(duì)應(yīng)切深為10μm)，低(對(duì)應(yīng)切深為5μm)和高(對(duì)應(yīng)切深為10μm))、高中低(出露高度依次為高(例如：對(duì)應(yīng)切深為10μm)，中(對(duì)應(yīng)切深為7.5μm)和低(對(duì)應(yīng)切深為5μm))。