【碩士】聚氨酯橡膠微細(xì)溝槽超聲振動(dòng)磨削力研究

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　　【碩士】聚氨酯橡膠微細(xì)溝槽超聲振動(dòng)磨削力研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：武漢理工大學(xué)　　學(xué)位年度：2012　　超聲振動(dòng)磨削作為一種新型的超精密加工技術(shù)，能夠有效提高磨削的表面質(zhì)量和加工效率，已經(jīng)開(kāi)始得到廣泛的應(yīng)用和研究?！　? 隨著以微機(jī)械為代表的工業(yè)制品的日益小型化及微細(xì)化的發(fā)展，微細(xì)精密加工技術(shù)已經(jīng)成為世界各國(guó)制造業(yè)的一個(gè)重要研究課題。各種新型復(fù)合材料如工程陶瓷、半導(dǎo)體硅片、光學(xué)玻璃以及塑韌性材料等難加工材料的廣泛使用，傳統(tǒng)的精密加工工藝往往很難達(dá)到理想的加工精度和加工效率。超聲振動(dòng)磨削在硬脆材料的精密加工方面已經(jīng)做了多方面的理論研究，并且取得許多顯著成效，在超聲振動(dòng)精密磨削加工塑韌性材料方面的研究尚且不夠，如聚氨酯橡膠材料等。由于聚氨酯橡膠材料既有良好的塑韌性，又有較高的強(qiáng)度，其耐磨性是普通天然橡膠的3．5倍，并且具有良好的緩沖吸震作用，可廣泛應(yīng)用于航空、電氣、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。本文以聚氨酯橡膠輥輪微細(xì)溝槽的精密加工為研究對(duì)象，研究超聲振動(dòng)磨削條件下磨削力的變化和影響因素?！　? 研究磨削力的過(guò)程中，磨削加工的材料去除既有磨粒與材料的滑擦作用，又有剪切作用，并且砂輪表面同時(shí)參與磨削的有效磨刃數(shù)不斷變化，伴隨著溫度升高還會(huì)有材料的變形力作用。本文通過(guò)ANSYS建立聚氨酯微細(xì)溝槽在有無(wú)超聲振動(dòng)條件下受力的三維模型，利用有限元分析，可以對(duì)聚氨酯橡膠材料在超聲振動(dòng)下內(nèi)部應(yīng)力變化過(guò)程進(jìn)行模擬，得到應(yīng)力、應(yīng)變、速度等一系列數(shù)據(jù)，能夠解釋材料的去除，合理的解釋超聲振動(dòng)磨削的優(yōu)勢(shì)，從而有效指導(dǎo)聚氨酯橡膠微細(xì)溝槽磨削力的研究，為超聲振動(dòng)磨削加工機(jī)理研究提供依據(jù)，指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)?！　? 本文對(duì)微細(xì)溝槽磨削力的研究是在平面磨削力模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)平面磨削中磨粒的運(yùn)動(dòng)分析，推導(dǎo)出超聲振動(dòng)條件下單顆磨粒切削深度、單位磨削力的公式。通過(guò)對(duì)微細(xì)溝槽結(jié)構(gòu)受力分析，建立聚氨酯橡膠輥輪軸向、徑向、切向方向上的力與溝槽平面所受力的關(guān)系，將輥輪所受三個(gè)方向力轉(zhuǎn)化為溝槽平面所受的切向力和徑向力，從而建立超聲振動(dòng)磨削條件下微細(xì)溝槽磨削力的模型，得出在超聲振動(dòng)條件下單顆磨削力的平均切削深度約為普通平面磨削的三倍，從而能夠有效提高加工效率，增加有效磨刃數(shù)，減小單位磨削力，并且有效降低磨削力比，有利于切削的形成。隨著輥輪進(jìn)給深度和輥輪轉(zhuǎn)速的提高，工件所受磨削力呈上升趨勢(shì)?！　　　　　?

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