CFRP砂轮与钢基体砂轮高速磨削过程中的动力学特性*

杨淮文，冯 伟，朱建辉，师超钰，刘保国，吴晓磊 ，丁 浩

(1.河南工业大学 机电工程学院, 郑州 450001)(2.河南省超硬磨料磨削装备重点实验室, 郑州 450001)(3.超硬材料磨具国家重点实验室, 郑州 450001)(4.郑州磨料磨具磨削研究所有限公司, 郑州 450001)

磨削通常是机械加工的最后一道工序，其主要作用是保证零件表面的加工质量和所要求的加工精度。与传统磨削相比，高速超高速磨削具有加工效率高、砂轮磨削比大、加工表面完整性好等突出优点，已成为目前最引人关注的高效加工技术之一[1-3]。近年来，碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinorced plastics, CFRP)砂轮因其质量轻、启动功率小、空耗功率小及磨削功率优良等特性而受到广泛关注，并逐渐在高速超高速磨削中获得应用[4]。

刘勇涛[5]开展CFRP砂轮与钢基体砂轮功率消耗试验研究，验证了CFRP砂轮在高速磨削中具有减轻主轴负荷与减少能源消耗的优点；朱鑫乐等[6]建立CFRP砂轮和钢基体砂轮有限元模型，分析了不同基体材料、截面形状及铺层方式对砂轮性能的影响；TAWAKOLI等[7]制作CFRP砂轮，在平面磨床上通过试验研究CFRP砂轮的动态特性。研究表明：在高速磨削中，砂轮主轴系统的动力学特性很大程度上决定了磨床的加工质量和磨削能力[8-9]。现有关于CFRP砂轮的文献主要集中于砂轮设计、制造及其性能研究上，对CFRP砂轮磨削过程的动力学特性研究还相对较少，对CFRP砂轮与金属基体砂轮在高速磨削过程中的动力学特性的对比研究更少涉及。本试验对比研究CFRP砂轮和钢基体砂轮高速磨削过程的动力学特性。……