【碩士】聚氨酯橡膠微細(xì)溝槽超聲振動磨削力研究

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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)成為世界各國制造業(yè)的一個重要研究課題。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象，研究超聲振動磨削條件下磨削力的變化和影響因素?！　? 研究磨削力的過程中，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，并且砂輪表面同時參與磨削的有效磨刃數(shù)不斷變化，伴隨著溫度升高還會有材料的變形力作用。本文通過ANSYS建立聚氨酯微細(xì)溝槽在有無超聲振動條件下受力的三維模型，利用有限元分析，可以對聚氨酯橡膠材料在超聲振動下內(nèi)部應(yīng)力變化過程進(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磨削的優(yōu)勢，從而有效指導(dǎo)聚氨酯橡膠微細(xì)溝槽磨削力的研究，為超聲振動磨削加工機(jī)理研究提供依據(jù)，指導(dǎo)生產(chǎn)實踐活動?！　? 本文對微細(xì)溝槽磨削力的研究是在平面磨削力模型的基礎(chǔ)上，通過對平面磨削中磨粒的運動分析，推導(dǎo)出超聲振動條件下單顆磨粒切削深度、單位磨削力的公式。通過對微細(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，從而建立超聲振動磨削條件下微細(xì)溝槽磨削力的模型，得出在超聲振動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?！　　　　　?

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