基于热力耦合的超声振动珩磨研究*

郑华林，张　伟，王　良

(西南石油大学 机电工程学院，成都　610500)



基于热力耦合的超声振动珩磨研究*

郑华林，张伟，王良

(西南石油大学 机电工程学院，成都610500)

摘要：超声振动珩磨工艺参数对加工精度和表面质量有重要影响，要获得合理的参数需要进行大量的实验，文章采用基于热力耦合的三维有限元方法对超声振动珩磨研究。建立超声珩磨热力耦合有限元模型，模拟普通磨削和超声振动磨削过程，分析振动时的磨屑形态及形成原因，工艺参数对磨削热和磨削力的影响。计算结果表明，超声振动磨削的磨屑呈碎片状，磨削温度降低25%，磨削力降低30%。减小磨削速度或提高振动频率能进一步降低磨削温度；增大振幅或降低磨削速度能降低切向力, 提高振动频率或降低磨削速度能够减小轴向力。

关键词：工艺参数;有限元；超声振动珩磨；磨削力

0引言

超声振动珩磨是在普通油石上施加超声频振动而进行加工的方法。有研究表明超声振动珩磨具有磨削力小，磨削温度低，油石不易堵塞，加工效率高等优点[1]，用于加工发动机缸套，活塞杆等零件时表面质量及耐磨性显著提高。油石是由无数的磨粒通过结合剂粘接起来，砂轮的磨削过程也可以看成是每一个磨粒单独切削的总和[2]。因此，研究单颗磨粒的磨削过程是磨削研究的重要手段。Matsuo等[3]研究了单颗磨粒对磨削力，磨削材料去除量，工件材料的塑性隆起等现象。Ohbuchi等[4]研究了磨削速度及负前角对单颗磨粒磨削力和切屑形态的影响。……