一、内圆磨削参数优化的模拟计算分析（论文文献综述）
王科冲[1]（2021）在《氧化锆陶瓷轴承套圈内圆磨削工艺分析与加工精度研究》文中研究表明陶瓷轴承具有耐磨损、耐腐蚀、耐高低温、寿命长、电绝缘、不导磁等传统金属轴承不具备的优良性能,在航空航天、国防军工、能源化工、装备制造等领域具有广泛的应用前景。但是,陶瓷材料自身属性导致陶瓷轴承套圈加工过程中极易出现表面质量不达标和圆度超差等问题,这给陶瓷轴承的精密加工与广泛应用带来了巨大挑战。因此,探究合适的陶瓷轴承套圈制造工艺迫在眉睫。本文以7009C氧化锆轴承外圈为研究对象,在分析氧化锆材料磨削去除机理的基础上,通过试验研究不同加工条件下氧化锆套圈表面粗糙度和圆度变化规律,为陶瓷轴承套圈的加工制造提供理论依据,具体研究内容如下:（1）总结了陶瓷材料去除过程分为滑擦、耕犁、成屑三个阶段,去除方式有塑性（域）去除、脆性（域）去除、粉末化去除三种;基于表面破碎损伤模型,阐述了表面破碎率主要由砂轮自身特性、陶瓷材料性能和磨削参数决定;推导了最大未变形切屑厚度计算公式,得出了最大未变形切屑厚度与磨粒直径、工件速度、砂轮线速度、磨削深度、砂轮当量直径的关系;探究了磨削方式对磨削力、磨削温度、磨削后表面完整性的影响,这对工程陶瓷磨削加工具有重要的指导意义。（2）开展了氧化锆陶瓷试件磨削试验,发现相同磨削参数条件下,顺磨氧化锆试件表面质量优于逆磨氧化锆试件表面质量;各磨削参数对氧化锆陶瓷试件表面粗糙度影响程度不同,其中磨削深度对试件表面粗糙度影响最大,砂轮线速度次之,工件进给速度对粗糙度的影响不明显;建立了表面粗糙度预测模型,并验证了模型的正确性,为陶瓷套圈的磨削加工提供了理论基础。（3）进行了氧化锆陶瓷套圈磨削试验,发现了套圈表面粗糙度随着砂轮粒度的减小而减小、随着砂轮线速度和工件转速的增加而减小、随着砂轮进给速度和轴向振荡速率的增加而增大;表明了各工艺参数对套圈表面粗糙度影响的主次顺序依次为:砂轮粒度、砂轮线速度、轴向振荡速率、砂轮进给速度、工件转速,并推荐了氧化锆陶瓷套圈内圆磨削最优参数组合。（4）明确了影响陶瓷套圈圆度的主要因素有套圈装夹方式、夹紧力大小,总结了评价圆度误差的4种方法;计算了轴承套圈装夹的最小夹紧（应）力,得出套圈径向变形量的计算公式,发现了套圈变形量随着接触点数目的增加而减小、随夹紧力的增加而增大的规律。（5）设计了氧化锆陶瓷套圈磨削试验,发现了采用气动夹具装夹方式加工的套圈圆度误差最小;夹紧应力从0.10MPa增加至0.25MPa过程中,三种装夹方式（三爪卡盘、三爪卡盘+均载环、气动夹具）所加工陶瓷套圈圆度误差不断增加。其中,采用气动夹具装夹方式加工的套圈圆度误差变化幅度最小;分析了对于高精度陶瓷套圈的加工而言,采用气动夹具装夹更具有优势。本文为陶瓷轴承套圈的精密加工提供了有效方法,研究结果对于提高陶瓷轴承套圈表面质量、改善套圈圆度等方面具有重要指导作用,同时也为陶瓷轴承关键组件的精密加工与推广应用提供了技术基础。
郑非非[2]（2020）在《空间反射镜材料的超声辅助磨削机理》文中研究说明碳化硅和微晶玻璃等材料是用于制备空间反射镜的常用材料。在反射镜制造过程中,需要对其反射面和背面轻量化结构进行加工,其加工精度要求高,材料去除量大。由于碳化硅和微晶玻璃是典型的硬脆材料,采用传统的磨削方法加工时工具磨损严重,加工效率低、加工精度和表面质量不易保证,已不能满足反射镜形面和背面轻量化结构的加工要求。超声辅助磨削作为先进的复合加工技术,在硬脆材料的精密高效加工中具有显着技术优势和广泛应用前景,被用于碳化硅陶瓷和微晶玻璃材料空间反射镜的加工。但是,目前对超声辅助磨削碳化硅和玻璃的材料去除机理和加工损伤形成机制尚未形成统一认识。为此,本文以空间反射镜常用的碳化硅和微晶玻璃材料为对象,从单颗金刚石超声辅助划切试验入手,分析单颗磨粒超声辅助划切硬脆材料的材料去除特征,研究了单颗磨粒划切的材料去除能力评价方法,建立单颗磨粒超辅助划切硬脆材料的材料去除模型,进一步考虑多颗磨粒的作用开展了金刚石砂轮端面超声辅助磨削的材料去除仿真研究,揭示超声辅助磨削硬脆材料的材料去除和表面形成机理。主要研究内容包括:（1）搭建了金刚石超声辅助划切试验装置,确定了超声辅助划切的材料去除能力评价方法,开展了反射镜材料的超声辅助划切试验。设计和研制了采用金刚石压头的超声辅助划切工具,研究了划切样件制备方法,开发了基于声发射信号和力信号检测的单颗金刚石划切对刀技术,基于高精度数控机床搭建了超声辅助划切试验装置。建立了单颗金刚石划切力测量与信号处理方法、划痕形貌检测与图像拼接处理方法、划痕几何特征参数统计方法,确定了采用划痕截面积与划切力的比值评价材料去除能力的方法。进行了空间反射镜材料的普通划切与超声辅助划切对比试验,分析了超声振动对划切力和材料去除能力的影响。试验结果表明,与普通划切相比,超声辅助划切的划切力大幅降低,而划痕深度和宽度均显着增加,超声辅助划切的划痕截面积与划切力比值约高出一个数量级,超声辅助划切去除材料的能力显着高于普通划切。（2）建立了单颗磨粒超声辅助划切硬脆材料的材料去除模型,发现了超声辅助划切过程存在的连续划切和断续划切状态,确定了两种状态的边界条件。定义了超声能量修正系数,基于压痕断裂力学理论,考虑材料回弹和超声能量修正系数建立了单颗磨粒超声辅助划切硬脆材料的划切力、划痕几何特征、划切去除率的预测模型,并进行试验验证,预测结果与试验结果吻合良好。采用材料去除模型分析单颗磨粒划切硬脆材料时划切参数和振动参数对划切力、划痕几何特征和材料去除率的影响规律,发现超声辅助划切过程存在连续划切和断续划切状态,确定了不同划切状态的边界及对应的划切参数。（3）建立了考虑多颗磨粒作用的金刚石砂轮端面超声辅助磨削硬脆材料的仿真平台,揭示了超声辅助磨削硬脆材料的材料去除机理。确定了砂轮磨粒状态初始定义、磨削循环、磨削过程变量和磨削表面后处理等过程的算法,提出元胞自动机曲面生成优化方法,极大缩短了仿真时间,建立了考虑多颗磨粒作用的金刚石砂轮超声辅助磨削硬脆材料的仿真平台。采用该平台仿真分析反射镜材料的超声辅助磨削过程,根据磨削工具表面各个位置磨粒切削力分布解释了磨削力曲线变化规律,且求得全体磨粒在磨削过程中活跃时间占比在26.2%～34.8%之间。本文设定参数下最突出磨粒的最大瞬时切入深度为名义切深的78.4%～94.6%,该磨粒平均切入深度为名义切深的10.6%～15.4%,超声辅助磨削状态下磨粒的切入深度较小,且磨削力也显着小于普通磨削;超声辅助磨削的磨削表面各区域高度差较普通磨削较小;超声辅助磨削的表面粗糙度和普通磨削相当、亚表面损伤深度有所增加。（4）开展了反射镜材料的超声辅助磨削工艺试验,并结合仿真预测,优化了的超声辅助磨削工艺参数。利用端面超声辅助磨削仿真平台,系统地研究了超声振幅、磨削深度、进给速度、主轴转速等参数对超声辅助磨削的影响,其试验结果与仿真预测规律较为吻合。以磨削力和损伤深度阈值为边界条件,结合仿真预测对反射镜材料的超声辅助磨削参数进行优化,实现了轻量化结构硬脆材料反射镜样件的高效低损伤加工。
丁文祥[3]（2020）在《静压轴承内孔切入式磨削的成圆过渡过程及其规律研究》文中研究表明液体静压主轴由于其承载能力高、刚度好,寿命长和特有的“误差均化效应”等优点,故常被用作精密、超精密机床的核心部件。液体静压轴承作为液体静压主轴的支撑零件,其内孔圆度直接影响液体静压主轴的平衡位置和回转精度。内圆磨削是形成液体静压轴承内孔最终尺寸精度、轮廓精度和表面粗糙度的重要手段,虽然已有很多学者建立过各种模型对内外圆磨削过程进行模拟仿真,但是对于给定的磨削系统和初始圆度该如何选择高效的磨削策略,以及对于给定的磨削系统和磨削策略该如何预测最终的磨削精度,利用现有的模型还不能实现有效的模拟,亟需研究解决。本文主要研究工作如下:（1）根据磨削系统的结构参数以及磨削过程满足的边界条件,进一步考虑内孔切入式磨削过程中砂轮主轴系统和工件主轴系统之间的耦合关系,建立了综合考虑主轴回转精度和工件初始形状误差内孔切入式磨削的双转子系统动力学模型。（2）利用Newmark-β法对动力学模型瞬态响应进行求解。基于模拟材料去除和圆度变化的内孔切入式磨削过渡过程的迭代算法,实现了内孔切入式磨削过渡过程的定量仿真。通过分析内孔切入式磨削过程中工件瞬时（总）材料去除量、砂轮瞬时（总）磨损量、主轴振动位移量、工件内孔圆度误差随时间变化的图像,揭示了内孔切入式磨削过渡过程中各个参数的变化情况以及圆度误差的形成机理。（3）基于液体静压轴承内孔切入式磨削系统的结构参数和磨削工艺参数,研究揭示了砂轮主轴系统结构参数、头架主轴系统结构参数、动平衡精度等级以及磨削工艺参数对加工工件内孔最终圆度误差的影响规律。（4）通过计算出使主轴轴端位移在受载情况下达到最小值时的两支撑轴承之间跨距,优化主轴结构参数。基于切入式磨削的理论基础,提出优化磨削加工质量和加工效率的方法。基于内孔切入式磨削双转子动力学模型和模拟材料去除的算法,利用MATLAB中的GUI平台设计了一款用于仿真内孔切入式磨削成圆过渡过程的软件。（5）搭建了测试液体静压轴承内孔切入式磨削最终圆度的实验台,对不同砂轮转速和工件转速条件下,工件最终圆度误差进行了测量,通过仿真数据与实验数据对比分析验证了本文提出的模型和算法的有效性。结果表明:相同磨削系统结构参数和磨削工艺参数条件下的实验结果与仿真结果比较接近。本文研究工作为液体静压轴承内孔切入式磨削的过渡过程提供了基础模型,同时也为内圆磨削的圆度预测和磨削工艺优化提供了工程参考。
李彧[4]（2020）在《晶圆留边磨削减薄工艺基础研究》文中指出微电子产品不断向高性能化、高集成化、高速化和小型化发展,极大地促进了集成电路（IC）制造技术的发展,也对晶圆的加工效率和加工质量提出越来越高的要求。目前国内外IC制造中主流晶圆直径为12英寸（300 mm）,但第四代硅通孔封装技术要求晶圆减薄厚度不超过50μm。针对大直径晶圆超薄化磨削的难题,留边磨削减薄技术应运而生,其大大增强了晶圆减薄后的刚度,有效减小了晶圆碎片率。为了深入研究留边磨削减薄技术中磨削参数对晶圆表面磨削纹理和磨粒切削深度的影响规律,本文建立了留边磨削运动学模型,并采用留边磨削专用砂轮对硅片进行磨削减薄试验。论文的主要研究内容和结论如下:（1）基于留边磨削的原理和特点,并根据运动学理论,建立了晶圆留边磨削减薄过程中磨粒运动轨迹和磨粒切削深度的数学模型,通过MATLAB软件对磨粒运动轨迹进行仿真,分析了磨削参数对磨粒运动轨迹的影响规律。研究结果表明:砂轮和转台二者转速比影响磨粒运动轨迹的曲率,逆磨时转速比值越大,磨粒运动轨迹曲率越小;而顺磨时转速比值越大,磨粒运动轨迹曲率越大。（2）根据建立的磨粒运动轨迹模型,综合考虑砂轮进给速度、砂轮转速、转台转速、光磨时间和最大磨粒凸起高度,进一步分析了晶圆表面磨削纹理演化成形过程和磨削纹理对晶圆表面质量的影响,利用MATLAB模拟了不同参数下的晶圆留边磨削表面纹理形貌,并通过试验验证了实际留边磨削纹理形貌及晶圆留边磨削减薄后的表面粗糙度变化规律,最终提出了提升晶圆磨削质量的措施。试验结果表明:砂轮进给速度、砂轮转速、转台转速、光磨时间和最大磨粒凸起高度是影响留边磨削后晶圆表面磨削纹理形貌的主要因素。其中,相邻两条磨削纹理的夹角会随着砂轮转速和转台转速的变化而变化。另外,与整面磨削不同,留边磨削后的晶圆表面粗糙度沿晶圆径向先增大后减小。（3）根据建立的磨粒切削深度模型,深入分析了磨削纹理与磨粒切削深度之间的联系及磨削参数对磨粒切削深度的影响,研究了磨粒切削深度与磨削力的关系,并通过磨削力试验验证了磨粒切削深度模型的正确性及磨削参数对磨粒切削深度的影响规律。试验结果表明:磨粒切削深度受砂轮和转台二者旋转方向的影响,无论逆磨还是顺磨,磨粒切削深度随砂轮进给速度的增大而增大,随砂轮转速的增大而减小。而不同磨削方式下的转台转速对磨粒切削深度影响不一致,逆磨时磨粒切削深度随转台转速的增大而减小,顺磨时磨粒切削深度随转台转速的增大而增大。
程强[5]（2020）在《单颗磨粒高速磨削Inconel718仿真与实验研究》文中认为高温镍基合金在耐高温材料领域有着重要的地位。高温镍基合金因具有良好的高温强度和稳定性,在高温环境下能保持优良性能,被广泛应用于航空飞机、涡轮机及轮船等领域。因其导热性差和比热容较小,切削加工区域温度较高,加工硬化现象严重,易导致砂轮堵塞和磨损,材料加工效率低加工性能差,与钛合金一样被公认为难加工材料,其难加工性限制了它的发展与应用。Inconel718中含有较多硬质点颗粒,在加工过程中这些硬质颗粒会导致刀具磨损加剧甚至失效。为了解决这一难题,超硬材料PcBN被应用于加工高温镍基合金材料,PcBN材料本身特有的自锐化特性可以在发生磨损的同时发生c BN剥落形成新的切削刃,在一定程度上提高工件材料去除率。由于磨削过程参与的磨粒数量、形状和大小的随机性,磨削过程中的各种力学、物理现象作用复杂,高速磨削机理研究起来比较困难。论文采用单颗磨粒磨削方法研究磨削过程中的磨削力、滑痕形貌、材料堆积率以及磨粒磨损等,为研究复杂磨削过程提供理论支撑。本文主要研究内容如下:（1）分析单颗磨粒几何简化模型,确定磨粒几何形状为棱锥型;分析磨削过程中磨粒运动轨迹、材料去除公式及磨削力理论公式,确定磨粒磨削方式。（2）使用Deform-3D对单颗磨粒高速磨削Inconel718过程进行仿真,建立不同磨削速度、深度单颗磨粒仿真模型,结果表明:磨削力随切削速度的增大而减小,随磨削深度增加而增大;单颗PcBN磨粒磨损区域和磨损深度随磨削深度的增加而增大;单颗PcBN磨粒磨损深度随磨削速度增加而增大,磨粒磨损区域随磨削速度增加没有明显变化。（3）搭建单颗PcBN磨粒磨削高温镍基合金Inconel718实验平台,利用MV-40立式加工中心进行单颗PcBN磨粒高速磨削实验,使用Kistler9119AA2测力仪测量实验过程中的磨削力,利用三维形貌仪SM-1000和超景深显微镜获得滑痕形貌和磨粒形貌磨损数据,分析滑痕形貌获得滑痕横截面变化规律和材料堆积率,从材料堆积和滑痕横截面变化的角度研究分析磨粒磨损情况。结果表明:磨削力随砂轮线速度增大而减小,随磨削深度增加而增大;同一参数条件下,磨削力随切削次数的增加大致呈增大趋势,增大过程中出现减小波动,切削次数继续增加以后,磨削力会出现一定程度下降,磨削力波动点与后期下降拐点随切削深度的增加而提前;磨粒磨损钝化时,磨削力比增大,磨粒出现新切削刃后,磨削力比开始下降;滑痕两侧材料堆积率随切削次数的增加先增大后减小,随切削速度、磨削深度的增加而增大;磨粒初期磨损表现为磨粒尖端出现微破碎以及裂纹,稳定磨损阶段裂纹沿切削刃扩展,磨粒表面出现大的剥落形成新的切削刃。
李泉[6]（2019）在《航发钛合金叶片微观加强筋表面砂带磨削方法及其实验研究》文中提出叶片是航空发动机的核心零件,其表面完整性特征对其服役环境下的疲劳寿命和气流动力性能等影响巨大。然而,叶片表面的高质量精密加工一直是航空领域专家的头号难题。目前,虽然砂带磨削技术已经成功运用在航发叶片精密加工领域中,但是其加工出的表面主要以横向纹理为主,且该纹理的表面完整性特征及其分布容易造成叶片在承受高温、高频载荷下形成微裂纹、表层显微结构变化等缺陷。而基于微观加强筋作用机理提出的纵向砂带磨削方法,可在其表面形成纵向纹理,有利于提高叶片静动态疲劳寿命;但是由于尚未解决钛合金叶片纵向砂带磨削技术和表面纹理成形规律的研究,缺乏对这一新型磨削方法的科学评价。针对以上问题,本文通过建模仿真和实验验证相结合的方法,对航发钛合金叶片微观加强筋纵向砂带磨削方法进行了研究,揭示了微观加强筋砂带磨削规律,建立了钛合金叶片微观加强筋纵向砂带磨削方法。主要研究内容如下:（1）微观加强筋表面作用机理及其砂带磨削方法研究。首先,在断裂力学理论及加强筋表面作用机理前提下,对微观加强筋表面作用机理及其典型结构特征进行了分析。然后,研究了单颗粒纵向砂带磨削去除机理,建立了纵向砂带磨削参数化数学模型。最后,搭建了以钛合金为典型材料的微观加强筋砂带磨削基础实验平台,验证了钛合金材料表面微观加强筋砂带磨削方法。（2）钛合金材料微观加强筋砂带磨削规律研究。基于微观加强筋结构砂带磨削方法搭建了标准试验平台,并通过改变砂带磨削工艺参数完成了钛合金薄壁板微观加强筋砂带磨削试验。经过对试验加工结果的处理,分别分析了砂带磨削工艺参数对微观加强筋表面粗糙度及其结构特征参数之间的影响关系。（3）航发叶片全型面微观加强筋砂带磨削规划及模型仿真研究。首先,对航发叶片全型面微观加强筋纵向砂带磨削轨迹规划进行了分析。然后,分别对叶片全型面微观加强筋进行了平面尺寸设计和空间结构建模。最后,借助ANSYS有限元软件,分别对叶片全型面进行了静力学和模态仿真,并将有无加强筋作用下的微观加强筋仿真结果进行了对比分析。（4）航发钛合金叶片微观加强筋砂带磨削实验验证研究。首先,以某型号航空发动机压气机导向钛合金叶片为实验材料,搭建了叶片微观加强筋砂带磨削实验平台。然后,对加工后叶片表面完整性参数进行了检测,并对检测结果进行了对比分析。最后,对航发钛合金叶片微观加强筋纵向砂带磨削方法进行了实验验证。
应俊华,成锋,张健,吴丹妮,罗斌,李黎[7]（2019）在《磨削参数对木材砂带磨削能耗的影响》文中研究指明磨削加工是木质材料加工中非常重要的环节,直接影响产品加工精度和表面质量。目前关于木材磨削加工的理论研究不足,磨削工艺参数和动力配置不合理,导致磨削加工能耗较高。采用5因素5水平正交试验,考察了磨削深度（Ts）、砂带磨料粒度（G）、砂带速度（V）和进给速度（U） 4个磨削参数,以及磨削方向与木材纹理的夹角（λ）对砂带磨削杨木和红松时的空转功率（Pi）、有功功率（Pa）、磨削功率（Ps）、磨削力做功功率(Psf)及功率利用率（μ）的影响。采用BP（back propagation）神经网络系统建立木质材料砂带磨削Psf和μ的仿真模型,最后用功率利用率的直观分析法对磨削工艺参数进行优化。结果表明:磨削参数对Psf的影响顺序为U>Ts>V>G,且都为高度显着影响因素;对μ的影响顺序为Ts>G>V>U,Ts为高度显着影响因素,G和V为显着影响因素。最佳功率利用率（高磨削效率）的磨削方案为:磨削深度0.1 mm,砂带速度10.74 m/s,进给速度5.16 m/min,磨料粒度60目,杨木横纹磨削,红松斜纹磨削。平均功率利用率45%,最大功率利用率78%,最小功率利用率21%。
徐成[8]（2019）在《超音速火焰喷涂碳化钨涂层磨削热特性与磨削工艺优化研究》文中认为超音速火焰喷涂（HVOF）制备的碳化钨涂层作为电镀硬铬涂层的优良替代品,具有高硬度,良好的断裂韧性和优异的耐磨性和耐腐蚀性能,在诸多工业领域得到广泛应用。由于超音速火焰喷涂工艺的限制,碳化钨涂层需用金刚石砂轮进行磨削加工以确保其表面完整性。本文对HVOF碳化钨涂层进行了磨削实验研究,对其磨削温度场进行了仿真,并对碳化钨涂层磨削机理进行了探究以及磨削工艺进行了优化。对工件传热比率进行了理论计算,探究了不同磨削参数对工件传热比率的影响。基于工件传热比率的计算,利用ANSYS分析软件,对磨削温度场进行了仿真模拟。对磨削中心区以及近表面区的磨削温度进行了测量,探究了不同磨削参数对磨削温度的影响,利用实验结果对碳化钨涂层温度场仿真模型进行了验证。对碳化钨涂层专用磨削液,砂轮进行了优选,利用正交试验对碳化钨涂层磨削参数进行了优化。通过单因素磨削实验,探究了不同磨削参数下,磨削力,表面粗糙度,表面微观形貌的变化以及碳化钨涂层的磨削机理。结果表明:随着砂轮线速度的提升,工件传热比率上升,最大传热比率达到0.573;随着工作台速度,磨削切深的提升,工件的传热比率呈现下降的趋势。随着砂轮线速度的提升,磨削中心区温度急剧上升。而随着工作台速度和切深的增加,磨削区表面和近界面温度的上升逐渐变缓。磨削温度在切深为40μm时达到最大值724℃。对比仿真结果和测量结果表明,有限元仿真能较为准确地预测磨削温度场,也能够较为准确地反映工件实际磨削温度变化的情况。结果表明磨削液I（型号为:HOCUT 795）对钴“析出”的抑制效果最佳。砂轮粒度对于磨削过程影响最为显着,当粒度为400目时,表面粗糙度最小为0.303μm;与陶瓷结合剂相比,树脂结合剂砂轮能获得更好的磨削表面质量。通过正交试验建议碳化钨涂层最佳的磨削工艺参数范围为:砂轮线速度vs=120m/s-150m/s,工作台速度vw=2400 mm/min-3200mm/min,磨削深度ap=5-12μm。在碳化钨涂层磨削过程中,磨削力和表面粗糙度随着砂轮线速度的提升呈现降低的趋势,而随着工作台速度和磨削切深的增加而上升。塑性去除和脆性去除是同时存在,并且同时发生的,但是随着磨削参数的变化这两种去除模式的程度不尽相同。
宋铁军[9]（2017）在《整体式硬质合金刀具缓进给磨削机理及其表面质量研究》文中研究说明整体式硬质合金刀具由于其加工材料范围广、切削性能优异和使用寿命长等优点而广泛应用于金属切削加工中。刀具的切削性能和稳定性主要取决于刃磨质量,因而整体式硬质合金刀具的刃磨在其制造过程中占有非常重要的地位。具有螺旋槽结构的整体式硬质合金刀具,其加工都要采用缓进给磨削加工技术。缓进给磨削的切深大、进给速度低,使磨削力、磨削热和加工表面质量等特征与普通磨削不同;同时,整体式硬质合金刀具螺旋槽属于复杂空间曲面,其加工难度大,质量不易保证,因此有必要对整体式硬质合金刀具螺旋槽缓进给磨削机理进行深入研究。本文以麻花钻和立铣刀螺旋槽磨削为研究对象,分析螺旋槽磨削层几何参数,研究磨削过程中的磨削力、磨削温度以及螺旋槽表面质量与工艺参数的关系,为磨削表面质量控制和磨削工艺参数优化提供理论依据。所做的工作主要包括:（1）对螺旋槽缓进给磨削层几何参数进行了研究。基于整体式硬质合金刀具螺旋槽磨削原理,由砂轮与工件的空间位置,建立了螺旋槽缓进给磨削层几何参数理论分析模型。以成形砂轮磨削麻花钻、平形砂轮磨削麻花钻和平形砂轮磨削四刃立铣刀这三种螺旋槽结构为例,计算了磨削螺旋槽的磨削接触区边界。由接触区边界线建立了刀具的三维模型,并与实际工件形状进行了对比。在磨削接触区,分析了螺旋槽磨削层几何参数中的砂轮-工件几何静态接触弧长、砂轮与工件的有效直径和有效速度、未变形切屑厚度和材料去除率的分布规律,揭示了磨粒的切削路径特征,为螺旋槽的磨削机理研究提供理论依据。（2）对成形砂轮磨削麻花钻螺旋槽的缓进给磨削力进行了研究。基于砂轮离散化方法,将砂轮看作是由一组不同直径的单位厚度圆盘组成,对单个圆盘磨削力进行了分析,获得了螺旋槽磨削过程中轴向磨削力与切向磨削力的关系。基于工件轴向磨削力和力矩建立了一个表征砂轮锐利程度的磨削力比数学模型。开发了一套可直接测量螺旋槽缓进给磨削过程中轴向磨削力和轴向力矩的测力系统,揭示了磨削力随时间变化的规律。用正交试验法分析了砂轮速度、工件轴向进给速度和砂轮粒度对磨削力和磨削力比的影响,并验证了磨削力比模型的正确性。通过对磨削力比的分析,优化了磨削工艺中的砂轮粒度参数。（3）对整体式硬质合金刀具螺旋槽缓进给磨削温度进行了研究。基于圆弧热源模型,对比分析了缓进给磨削和高效深磨无量纲磨削温度的分布;分析了佩克莱数、磨削楔角和磨削接触区偏角对无量纲磨削温度的影响。通过求解作螺旋运动点热源的温升值,分析了螺旋运动中圆周速度、旋转半径对磨削温度的影响。基于磨削烧伤时,工件温度、磨削液温度和磨粒温度相同的假设,计算了临界烧伤热流密度在麻花钻螺旋槽磨削接触区的分布情况。分析了增加磨削区对流换热系数的方法。在五轴联动工具磨床上,实验对比分析了普通砂轮和开槽砂轮对磨削温度的影响。该项研究为降低螺旋槽缓进给磨削温度提供了科学依据和实践方法。（4）对螺旋槽磨削温度场进行了有限元仿真研究。建立了具有单槽和双槽的麻花钻螺旋槽有限元模型,用于分析螺旋槽结构对磨削温度场的影响;使用平面缓进给磨削试验方法,建立了单位面积切向磨削力与无量纲未变形切屑厚度的关系,进而求得螺旋槽磨削区热流密度与无量纲未变形切屑厚度的关系;运用流体外掠圆管流动换热理论,计算工件表面对流换热系数大小;将热流密度载荷离散化,使用非均布加载的方法施加到磨削接触区。运用所建立的模型预测磨削烧伤发生的位置,为螺旋槽的磨削烧伤检测提供理论依据。（5）对麻花钻螺旋槽磨削表面质量进行了实验研究。通过白光干涉仪对麻花钻螺旋槽表面形貌进行检测,获得了不同于普通缓进给磨削表面形貌的特征,揭示了表面形貌的形成机理;通过正交试验法分析了磨削工艺参数对磨削表面粗糙度和磨削表层微观结构的影响。以磨削表面粗糙度为响应值,对磨削工艺参数进行了优化。（6）对立铣刀螺旋槽磨削表面粗糙度模型进行了研究。考虑硬质合金工件材料塑性隆起和砂轮速度与工件速度之间夹角对表面粗糙度的影响,建立了立铣刀螺旋槽磨削表面粗糙度计算模型,分析了砂轮直径、砂轮速度和工件进给速度对磨削表面粗糙度的影响。在五轴联动数控工具磨床上使用金刚石平形砂轮进行立铣刀螺旋槽磨削试验;使用超景深显微镜对螺旋槽磨削表面形貌进行分析、白光干涉仪测量螺旋槽磨削表面粗糙度大小,验证了理论模型的正确性。（7）对杯形砂轮磨削硬质合金表面质量进行了研究。通过杯形砂轮磨削实验研究了砂轮速度和工件进给速度对工件表面残余应力的影响;分析了砂轮速度对工件表面形貌的影响。使用化学腐蚀剥层法,获得了残余应力沿厚度方向的梯度分布;研究了不同腐蚀时间条件下的工件表面形貌,为工艺参数优化提供参考依据。
陈凡[10]（2017）在《超声ELID复合磨削的砂轮在线修整机理研究》文中研究表明硬脆材料镜面高效加工技术是超精密加工技术的一个重要分支,对发展航空航天、国防军工、精密仪器、微电子与光电子等尖端科学技术具有重要的意义。基于ELID镜面磨削和超声振动磨削技术的加工特点,本课题组提出了将超声振动与ELID磨削技术相复合,一种多工艺复合的高效镜面加工技术——超声ELID复合磨削技术。本文以纳米复相陶瓷材料为研究对象,研究以精密高效为主要特征的超声参数和以超精密镜面为主要特征的ELID电参数,对超声ELID复合磨削下细微金刚石砂轮在线修整过程产生的影响进行研究,预期得到在这种复合技术下砂轮实现高效、高质量在线修整的可靠依据。首先,通过对超声ELID振动声学系统进行阻抗分析,结合现有实验条件,在VMC850E立式数控加工中心的基础上,完成超声振动和ELID阴极装置的设计,搭建超声振动施加于工具的超声ELID复合内圆磨削系统试验平台。其次,针对细微金刚石砂轮在线修整难题,理论上分析ELID电参数、超声参数对超声ELID复合磨削下砂轮在线修整过程的影响,特别是超声空化效应及氧化膜状态对砂轮在线修整的影响规律。然后,确定砂轮修整特征参数及其评价方法,并通过对比试验,研究在不同加工方式下砂轮表面单位面积的磨粒数、磨粒突出高度、磨粒间距、容屑空间等修整效果及其表面三维形貌,得到超声ELID复合磨削下砂轮能够达到较好在线修整效果的试验依据。最后,根据砂轮的可磨性,研究砂轮在超声ELID复合磨削下的延性临界磨削深度约为3.73μm,大于同等条件下的普通内圆磨削与普通ELID磨削下的;研究砂轮的加工质量,并建立超声ELID复合磨削的加工质量预测模型;研究砂轮的材料去除率、磨削比,得到超声ELID复合磨削下砂轮具有较高的磨削能力和磨削效率,并建立超声ELID复合磨削的加工效率预测模型。通过对超声ELID复合磨削下砂轮在线修整机理的研究,得到了在此加工方式下砂轮不但能获得良好在线修整效果,而且使加工效率提高、加工质量提升,扩大砂轮的延性加工范围,更有利于纳米复相陶瓷材料的超精密镜面加工。这进一步揭示了纳米复相陶瓷材料在超声ELID复合磨削下的超精密镜面加工机理,对完善硬脆材料镜面高效加工理论与方法具有重要意义,为应用于国防、航空航天等高技术领域的超光滑表面高效连续加工提供技术支撑。
二、内圆磨削参数优化的模拟计算分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、内圆磨削参数优化的模拟计算分析（论文提纲范文）
（1）氧化锆陶瓷轴承套圈内圆磨削工艺分析与加工精度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究的背景和意义 |
| 1.3 氧化锆陶瓷材料简介 |
| 1.3.1 氧化锆陶瓷材料的性能 |
| 1.3.2 氧化锆陶瓷材料的制备 |
| 1.4 工程陶瓷的加工技术 |
| 1.4.1 工程陶瓷的加工方法 |
| 1.4.2 磨削加工的特点 |
| 1.5 工程陶瓷材料与轴承套圈加工技术研究现状 |
| 1.5.1 工程陶瓷材料加工技术研究现状 |
| 1.5.2 轴承套圈加工技术研究现状 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 1.6.1 研究存在的问题 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 1.7 论文结构与组成 |
| 2 工程陶瓷磨削机理与试验平台 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 工程陶瓷的磨削去除机理 |
| 2.2.1 磨削过程中砂轮与工件间的相互作用 |
| 2.2.2 陶瓷材料的加工去除分析 |
| 2.2.3 工程陶瓷磨削的相关理论 |
| 2.2.4 磨削过程的运动分析 |
| 2.3 磨削方式对磨削加工的影响分析 |
| 2.3.1 磨削方式对磨削力的影响 |
| 2.3.2 磨削方式对磨削温度的影响 |
| 2.3.3 磨削方式对磨削表面完整性的影响 |
| 2.4 氧化锆陶瓷磨削试验平台 |
| 2.4.1 BLOHM Orbit 36 CNC精密平面成型磨床 |
| 2.4.2 MK2710 数控内外圆复合磨床 |
| 2.4.3 MGKS1432/H超高速万能外圆磨床 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 顺逆磨方式下氧化锆陶瓷磨削工艺研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验方案 |
| 3.2.1 氧化锆陶瓷试件 |
| 3.2.2 磨削工艺参数 |
| 3.2.3 试验设备与检测仪器 |
| 3.3 顺逆磨方式下氧化锆陶瓷磨削试验研究 |
| 3.3.1 试验数据处理与分析 |
| 3.3.2 磨削参数对表面粗糙度的影响分析 |
| 3.3.3 试件表面形貌对比与材料去除分析 |
| 3.3.4 加工效率分析 |
| 3.4 氧化锆陶瓷磨削工艺研究 |
| 3.4.1 磨削深度对表面粗糙度的影响 |
| 3.4.2 砂轮线速度对表面粗糙度的影响 |
| 3.4.3 工件进给速度对表面粗糙度的影响 |
| 3.4.4 最优磨削参数选择 |
| 3.5 氧化锆陶瓷磨削表面粗糙度预测研究 |
| 3.5.1 表面粗糙度预测模型的建立 |
| 3.5.2 测量值与预测值的对比研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 氧化锆套圈内圆磨削表面粗糙度试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 磨削工艺参数分析 |
| 4.3 试验方案 |
| 4.3.1 试验材料 |
| 4.3.2 试验方案设计 |
| 4.3.3 设备及检测仪器 |
| 4.4 试验结果与分析 |
| 4.4.1 砂轮粒度对表面粗糙度的影响 |
| 4.4.2 砂轮线速度对表面粗糙度的影响 |
| 4.4.3 工件转速对表面粗糙度的影响 |
| 4.4.4 砂轮进给速度对表面粗糙度的影响 |
| 4.4.5 砂轮轴向振荡速率对表面粗糙度的影响 |
| 4.4.6 各工艺参数对套圈表面粗糙度的影响程度 |
| 4.5 最优参数选择 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 氧化锆套圈内圆磨削圆度试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 影响圆度的主要因素 |
| 5.3 圆度误差的评价方法 |
| 5.3.1 最小二乘圆方法 |
| 5.3.2 最小区域圆方法 |
| 5.3.3 最小外接圆方法 |
| 5.3.4 最大内接圆方法 |
| 5.4 轴承套圈的装夹变形分析 |
| 5.4.1 环形件加工常见装夹方式 |
| 5.4.2 氧化锆套圈最小夹紧力计算分析 |
| 5.4.3 氧化锆套圈装夹变形理论分析 |
| 5.5 试验方案 |
| 5.5.1 试验方案设计 |
| 5.5.2 设备及检测仪器 |
| 5.6 试验结果与分析 |
| 5.6.1 工件装夹方式对陶瓷套圈圆度的影响 |
| 5.6.2 夹紧应力大小对陶瓷套圈圆度的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
| 致谢 |
（2）空间反射镜材料的超声辅助磨削机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 空间反射镜材料及加工要求 |
| 1.2 空间反射镜材料的超声辅助磨削加工 |
| 1.2.1 超声辅助磨削技术 |
| 1.2.2 超声辅助磨削工艺的研究现状 |
| 1.3 空间反射镜材料超声辅助磨削机理的研究现状 |
| 1.3.1 硬脆材料加工表面表征和加工损伤检测 |
| 1.3.2 单颗磨粒划切试验的相关研究 |
| 1.3.3 超声磨削过程的建模及仿真研究 |
| 1.4 论文的来源与主要内容 |
| 2 空间反射镜材料的单颗金刚石超声辅助划切试验 |
| 2.1 单颗金刚石超声辅助划切试验台的搭建 |
| 2.1.1 单颗金刚石超声辅助划切试验方法 |
| 2.1.2 基于数控机床的单颗金刚石划切试验装置 |
| 2.1.3 专用金刚石压头 |
| 2.1.4 划切样件的制备 |
| 2.2 超声辅助划切过程中的测量信号及其处理 |
| 2.2.1 基于声发射信号和测力信号的对准方法 |
| 2.2.2 单颗金刚石划切试验及划切力信号处理方法 |
| 2.2.3 三维表面形貌的数据分析方法 |
| 2.3 单颗金刚石超声辅助划切试验及结果 |
| 2.3.1 渐入式超声辅助划切试验 |
| 2.3.2 定切深式超声辅助划切试验 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 单颗磨粒超声辅助划切硬脆材料的材料去除模型 |
| 3.1 硬脆材料超声辅助划切的比能及能量修正系数 |
| 3.1.1 超声能量在划切过程中的作用 |
| 3.1.2 划切过程中的比能 |
| 3.1.3 超声辅助划切的连续多参数分析 |
| 3.2 基于压痕断裂力学的硬脆材料超声辅助划切材料去除模型 |
| 3.2.1 考虑材料回弹的压痕断裂力学划切力 |
| 3.2.2 考虑能量修正系数的超声辅助划切材料去除模型 |
| 3.3 硬脆材料超声辅助划切的材料去除模型验证 |
| 3.4 基于模型计算的超声辅助划切材料去除行为分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 硬脆材料的端面超声辅助磨削仿真分析 |
| 4.1 仿真平台的初始化 |
| 4.1.1 仿真平台的初始参数定义 |
| 4.1.2 磨削工件及工具的数字建模 |
| 4.1.3 超声辅助磨削的参数设定和运动轨迹建模 |
| 4.2 仿真平台的运算过程 |
| 4.2.1 基于时间序列的多磨粒磨削过程仿真 |
| 4.2.2 基于元胞自动机思想的加工表面生成 |
| 4.2.3 磨削表面形貌、粗糙度及去除体积的计算 |
| 4.3 磨削力的仿真结果验证与分析 |
| 4.3.1 磨削工具上磨粒的磨削状态分析 |
| 4.3.2 超声辅助磨削的磨削力预测与验证 |
| 4.4 磨削表面质量的仿真预测与分析 |
| 4.4.1 材料去除率的预测与分析 |
| 4.4.2 亚表面损伤深度的预测与分析 |
| 4.4.3 加工后表面形貌的预测与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 空间反射镜材料的超声辅助磨削工艺 |
| 5.1 超声辅助磨削试验台的搭建 |
| 5.1.1 超声辅助磨削专用的旋转振动单元 |
| 5.1.2 超声辅助磨削专用工具的研制 |
| 5.2 超声辅助磨削工艺试验 |
| 5.3 典型样件的加工 |
| 5.3.1 加工参数的优化与验证 |
| 5.3.2 空间反射镜样件高效、低损伤加工验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）静压轴承内孔切入式磨削的成圆过渡过程及其规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 国内外磨削系统动力学的研究现状 |
| 1.2.1 磨削系统动力学频域分析的研究现状 |
| 1.2.2 磨削系统动力学时域分析的研究现状 |
| 1.3 切入式磨削材料去除理论模型研究现状 |
| 1.4 磨削工件精度的研究现状 |
| 1.5 国内外磨削工艺优化研究现状 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 内圆磨削成圆过程的双转子耦合系统的建模及算法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 磨削系统动力学建模 |
| 2.2.1 双转子系统动力学模型 |
| 2.2.2 内圆磨削过渡过程模型及几何学基础 |
| 2.2.3 具有初始圆度误差的工件和砂轮模型 |
| 2.2.4 “砂轮主轴—头架主轴—工件”系统耦合关系 |
| 2.3 磨削过渡过程的仿真算法 |
| 2.3.1 双转子系统动态响应求解 |
| 2.3.2 基于迭代算法的磨削力-磨削量求解 |
| 2.4 仿真案例及结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 磨床系统参数和磨削工艺参数对圆度误差的影响规律研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 砂轮主轴系统参数对圆度误差的影响研究 |
| 3.2.1 砂轮主轴跨距对圆度误差的影响 |
| 3.2.2 砂轮主轴悬伸端长度对圆度误差的影响 |
| 3.2.3 砂轮主轴当量直径对圆度误差的影响 |
| 3.3 头架主轴系统参数对圆度误差的影响研究 |
| 3.3.1 头架主轴跨距对圆度误差的影响 |
| 3.3.2 头架主轴悬伸端长度对圆度误差的影响 |
| 3.3.3 头架主轴当量直径对圆度误差的影响 |
| 3.4 动平衡精度等级对圆度误差的影响研究 |
| 3.5 磨削加工工艺参数对圆度误差的影响研究 |
| 3.5.1 砂轮和工件转速对圆度误差的影响 |
| 3.5.2 进给速度对圆度误差的影响 |
| 3.5.3 光磨时间对圆度误差的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 切入式磨削参数优化及系统软件开发 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 切入式磨削系统结构参数优化 |
| 4.2.1 砂轮主轴系统参数优化 |
| 4.2.2 头架主轴系统参数优化 |
| 4.3 切入磨削加工工艺参数优化 |
| 4.3.1 磨削加工工艺参数优化的理论基础 |
| 4.3.2 磨削加工工艺参数优化方法 |
| 4.3.3 磨削加工工艺参数优化案例 |
| 4.4 切入磨削系统软件开发 |
| 4.4.1 磨削系统总体设计 |
| 4.4.2 磨削系统功能说明及使用流程 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 静压轴承切入式磨削内孔圆度误差实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验目的 |
| 5.3 实验条件 |
| 5.4 实验方法与步骤 |
| 5.5 理论与实验结果对比分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A(攻读学位期间所发表的学术论文) |
| 附录 B(攻读学位期间所参加的科研项目) |
| 附录 C(攻读硕士学位期间所申报的软件着作权) |
（4）晶圆留边磨削减薄工艺基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 晶圆减薄技术概述 |
| 1.3 晶圆磨削减薄工艺国内外研究现状 |
| 1.3.1 留边磨削技术的研究现状 |
| 1.3.2 磨削纹理的研究现状 |
| 1.3.3 磨粒切削深度的研究现状 |
| 1.3.4 磨削力的研究现状 |
| 1.4 课题来源、研究目标及研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 研究目标 |
| 1.4.3 研究内容 |
| 2 留边磨削运动学建模与分析 |
| 2.1 留边磨削的原理和特点 |
| 2.1.1 留边磨削的原理 |
| 2.1.2 留边磨削的特点 |
| 2.2 运动学理论 |
| 2.3 晶圆留边磨削磨粒运动轨迹建模与仿真 |
| 2.3.1 留边磨削运动学建模 |
| 2.3.2 留边磨削磨粒运动轨迹仿真 |
| 2.4 留边磨削磨粒切削深度建模 |
| 2.4.1 磨粒切削深度模型假设前提 |
| 2.4.2 留边磨削磨粒切削深度模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 留边磨削表面质量分析及试验 |
| 3.1 留边磨削磨粒运动轨迹对表面质量的影响 |
| 3.1.1 磨粒运动轨迹与磨削纹理的关联模型 |
| 3.1.2 磨削纹理对表面粗糙度的影响 |
| 3.2 留边磨削纹理仿真分析 |
| 3.2.1 留边磨削纹理类型 |
| 3.2.2 留边磨削纹理演变成形过程 |
| 3.2.3 不同磨削参数下留边磨削纹理形貌仿真 |
| 3.3 留边磨削表面质量验证试验 |
| 3.3.1 试验目的 |
| 3.3.2 试验条件与方法 |
| 3.3.3 试验结果与分析 |
| 3.3.4 提升表面质量措施 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 留边磨削磨削力分析及验证试验 |
| 4.1 留边磨削磨粒切削深度对磨削力的影响 |
| 4.1.1 磨削参数对磨粒切削深度的影响 |
| 4.1.2 磨粒切削深度与磨削力的关系 |
| 4.2 留边磨削磨削力监测试验 |
| 4.2.1 试验目的 |
| 4.2.2 试验条件与方法 |
| 4.2.3 试验结果与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 主要符号的意义 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）单颗磨粒高速磨削Inconel718仿真与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高温镍基合金性能及其高速磨削加工优势 |
| 1.2.1 高温镍基合金性能 |
| 1.2.2 高温镍基合金加工特点 |
| 1.2.3 镍基高温合金高速磨削加工现状 |
| 1.3 单颗磨粒磨削镍基合金磨削力理论模型 |
| 1.4 单颗磨粒磨削方法在磨削机理研究中的应用 |
| 1.4.1 单颗磨粒高速磨削实验方法 |
| 1.4.2 单颗磨粒磨削研究现状 |
| 1.5 课题来源及研究背景和内容 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 课题研究背景与意义 |
| 1.5.3 主要研究内容 |
| 第2章 单颗PcBN磨粒高速磨削理论基础 |
| 2.1 单颗PcBN磨粒磨削材料去除模型分析 |
| 2.2 单颗磨粒几何模型分析构建 |
| 2.3 单颗磨粒磨削力理论分析 |
| 2.4 单颗磨粒磨削材料去除过程分析 |
| 2.4.1 单颗磨粒磨削滑痕接触弧长及滑痕长度 |
| 2.4.2 单颗磨粒磨削理论沟槽侧面积 |
| 2.4.3 单颗磨粒磨削材料去除率分析 |
| 2.5 单颗磨粒磨损分析 |
| 2.5.1 磨粒磨损分类 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 单颗PcBN磨粒磨削Inconel718 镍基合金实验研究 |
| 3.1 实验平台的搭建 |
| 3.1.1 磨粒砂轮的设计 |
| 3.1.2 实验条件的设计 |
| 3.2 单颗磨粒磨削过程磨削力分析 |
| 3.2.1 磨削参数对磨削力的影响 |
| 3.2.2 磨削参数对磨削力比的影响 |
| 3.2.3 磨削力随磨削次数变化 |
| 3.2.4 磨削力比随切削次数变化 |
| 3.3 单颗PcBN磨粒磨损分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 单颗PcBN磨粒磨削有限元仿真分析 |
| 4.1 Inconel718 工件材料模型的建立 |
| 4.1.1 Inconel718 镍基高温合金材料Johnson-Cook本构模型参数测定 |
| 4.1.2 材料断裂准则模型 |
| 4.1.3 摩擦因数的测定 |
| 4.2 单颗磨粒磨削仿真试验参数设定 |
| 4.3 单颗PcBN磨粒磨削有限元模型建立 |
| 4.3.1 几何模型的建立 |
| 4.3.2 模型网格划分 |
| 4.4 单颗PcBN磨粒高速磨削仿真结果分析与讨论 |
| 4.4.1 单颗磨粒高速磨削磨削力仿真 |
| 4.4.2 单颗磨粒高速磨削磨粒磨损仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 单颗磨粒滑痕形貌分析 |
| 5.1 滑痕三维形貌分析 |
| 5.2 滑痕轮廓分析 |
| 5.2.1 滑痕纵截面分析 |
| 5.2.2 滑痕横截面轮廓分析 |
| 5.3 材料去除率分析 |
| 5.3.1 材料堆积率 |
| 5.3.2 材料去除率 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结及展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）航发钛合金叶片微观加强筋表面砂带磨削方法及其实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 航发叶片表面精密加工方法研究现状 |
| 1.2.2 表面微观结构加工研究现状 |
| 1.2.3 表面完整性特征模型研究现状 |
| 1.3 课题来源及主要研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 论文主要研究内容 |
| 2 微观加强筋表面作用机理及其砂带磨削方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 单颗粒纵向砂带磨削及微观加强筋表面作用机理分析 |
| 2.2.1 断裂力学理论分析 |
| 2.2.2 单颗粒纵向砂带磨削去除机理 |
| 2.2.3 加强筋表面作用机理分析 |
| 2.3 纵向砂带磨削参数化数学模型 |
| 2.3.1 微观加强筋典型结构特征分析 |
| 2.3.2 纵向砂带磨削参数化数学模型建模 |
| 2.4 微观加强筋砂带磨削方法及其实验验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 钛合金材料微观加强筋砂带磨削规律研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 钛合金薄壁件微观加强筋砂带磨削试验 |
| 3.2.1 钛合金薄壁件微观加强筋砂带磨削试验条件及装置 |
| 3.2.2 钛合金薄壁板微观加强筋砂带磨削试验方法 |
| 3.2.3 钛合金薄壁板微观加强筋砂带磨削试验结果及分析 |
| 3.3 钛合金材料砂带磨削参数对微观加强筋表面特征影响分析 |
| 3.3.1 砂带磨削参数对表面粗糙的影响分析 |
| 3.3.2 砂带磨削参数对微观加强筋表面结构参数的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 航发叶片全型面微观加强筋砂带磨削规划及模型仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 航发叶片全型面微观加强筋砂带磨削规划 |
| 4.2.1 叶片根部微观加强筋砂带磨削规划 |
| 4.2.2 叶片进排气边微观加强筋砂带磨削规划 |
| 4.2.3 叶片型面微观加强筋砂带磨削规划 |
| 4.3 航发叶片全型面微观加强筋砂带磨削建模及仿真前处理 |
| 4.3.1 叶片全型面微观加强筋平面尺寸设计 |
| 4.3.2 叶片全型面微观加强筋空间结构建模 |
| 4.3.3 航发叶片全型面微观加强筋模型仿真前处理 |
| 4.4 航发叶片全型面微观加强筋模型有限元及对比分析 |
| 4.4.1 航发钛合金叶片模型有限元分析 |
| 4.4.2 叶片根部微观加强筋模型有限元分析 |
| 4.4.3 叶片进排气边微观加强筋模型有限元分析 |
| 4.4.4 叶片型面微观加强筋模型有限元分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 航发钛合金叶片微观加强筋砂带磨削实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 航发钛合金叶片微观加强筋砂带磨削实验装置及实验平台 |
| 5.2.1 实验装置 |
| 5.2.2 实验平台 |
| 5.3 航发钛合金叶片微观加强筋砂带磨削表面完整性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.攻读硕士学位期间发表的论文与专利 |
| B.攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
| C.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（7）磨削参数对木材砂带磨削能耗的影响（论文提纲范文）
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 试验方法 |
| 1.3 测试方法 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 砂带磨削参数对砂光机空转功率的影响 |
| 2.2 砂带磨削参数对杨木和红松Psf和μ的影响 |
| 2.3 杨木砂带磨削参数的BP (back propagation) 神经网络建模 |
| 3 结论 |
（8）超音速火焰喷涂碳化钨涂层磨削热特性与磨削工艺优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 碳化钨涂层的发展概况及应用 |
| 1.3 超音速火焰喷涂WC涂层磨削国内外研究进展 |
| 1.4 涂层磨削热的研究进展 |
| 1.5 磨削热的生成以及温度场的经典理论模型 |
| 1.6 研究目的、主要内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第2章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验磨床 |
| 2.3 砂轮参数 |
| 2.4 磨削液优选 |
| 2.5 测温方法 |
| 2.6 涂层温度场实验平面磨削参数 |
| 2.7 涂层平面磨削实验参数 |
| 2.8 检测仪器及方法 |
| 第3章 碳化钨涂层磨削温度场仿真与实验 |
| 3.1 碳化钨涂层磨削温度场的理论分析 |
| 3.1.1 工件-磨屑子系统传入工件的传热比率(R_(wch)) |
| 3.1.2 工件-砂轮子系统传入工件的热比率(Rws) |
| 3.1.3 传入工件的热比率(R_w) |
| 3.2 磨削参数对涂层磨削区工件热比率的影响 |
| 3.2.1 涂层磨削区工件热比率Rw磨削实验 |
| 3.2.2 磨削参数对传入工件热比率Rw的影响 |
| 3.3 碳化钨涂层磨削热温度场的有限元分析 |
| 3.3.1 有限元方法及ANSYS有限元软件的简介 |
| 3.3.2 仿真初始边界条件以及热载荷的确定 |
| 3.3.3 涂层磨削工作区几何模型的建立 |
| 3.3.4 涂层热温度场有限元分析结果 |
| 3.4 涂层磨削温度测量实验与结果分析 |
| 3.4.1涂层磨削温度测量实验 |
| 3.4.2 不同磨削参数对磨削区温度的影响 |
| 3.5 涂层磨削温度仿真结果与实验结果的比较分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 碳化钨涂层磨削工艺参数优化及磨削机理研究 |
| 4.1碳化钨涂层专用磨削液优选实验 |
| 4.1.1 碳化钨涂层在磨削液中Co析出现象 |
| 4.1.2 碳化钨涂层浸泡实验结果分析 |
| 4.2 砂轮参数对磨削特性的影响 |
| 4.3 碳化钨磨削工艺正交试验 |
| 4.4 碳化钨涂层磨削机理研究 |
| 4.4.1 磨削力 |
| 4.4.2 表面粗糙度 |
| 4.4.3 磨削参数对表面形貌的影响 |
| 4.4.4 碳化钨涂层的磨削机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A (攻读工程硕士学位期间发表论文目录) |
（9）整体式硬质合金刀具缓进给磨削机理及其表面质量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号列表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 整体式硬质合金刀具 |
| 1.3 缓进给磨削 |
| 1.3.1 缓进给磨削特点 |
| 1.3.2 缓进给磨削力研究现状 |
| 1.3.3 缓进给磨削温度研究现状 |
| 1.3.4 缓进给磨削表面烧伤研究现状 |
| 1.3.5 缓进给磨削表面质量研究现状 |
| 1.4 整体式刀具螺旋槽磨削加工研究现状 |
| 1.4.1 螺旋槽设计建模方法 |
| 1.4.2 螺旋槽磨削仿真 |
| 1.4.3 螺旋槽磨削实验研究 |
| 1.5 硬质合金材料磨削研究现状 |
| 1.5.1 硬质合金比磨削能研究现状 |
| 1.5.2 硬质合金磨削去除机理研究现状 |
| 1.5.3 硬质合金磨削温度研究现状 |
| 1.6 课题来源及主要研究内容 |
| 1.6.1 课题来源 |
| 1.6.2 本文研究内容 |
| 第2章 整体式刀具螺旋槽磨削几何学分析与研究 |
| 2.1 整体式刀具螺旋槽磨削原理 |
| 2.2 整体式刀具螺旋槽磨削接触区 |
| 2.2.1 砂轮曲面与工件螺旋面接触线 |
| 2.2.2 砂轮曲面与工件圆柱面相贯线 |
| 2.2.3 计算分析 |
| 2.3 螺旋槽磨削层几何参数分析 |
| 2.3.1 砂轮-工件的几何静态接触弧长 |
| 2.3.2 磨粒切削路径 |
| 2.3.3 工件有效直径 |
| 2.3.4 砂轮有效直径 |
| 2.3.5 工件有效速度 |
| 2.3.6 未变形切屑厚度 |
| 2.3.7 材料去除率 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 螺旋槽缓进给磨削力研究 |
| 3.1 螺旋槽磨削力 |
| 3.2 螺旋槽磨削力比 |
| 3.3 螺旋槽磨削力的测定 |
| 3.3.1 磨削力测量设备 |
| 3.3.2 磨削力测量结果 |
| 3.3.3 工艺参数对磨削力的影响 |
| 3.4 磨削力比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 螺旋槽缓进给磨削温度研究 |
| 4.1 缓进给磨削温度的理论解析 |
| 4.1.1 缓进给磨削稳态温度 |
| 4.1.2 磨削接触区偏角对磨削温度的影响 |
| 4.1.3 螺旋运动对磨削温度的影响 |
| 4.2 螺旋槽缓进给磨削临界烧伤热流密度 |
| 4.2.1 硬质合金的磨削烧伤 |
| 4.2.2 磨削烧伤的热流密度 |
| 4.2.3 缓进给磨削区对流换热 |
| 4.3 开槽砂轮缓进给磨削温度实验 |
| 4.3.1 热电偶测温技术 |
| 4.3.2 实验方案设计 |
| 4.3.3 磨削参数对磨削温度的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 螺旋槽磨削温度场有限元分析及仿真 |
| 5.1 磨削温度场有限元分析法的理论基础 |
| 5.1.1 三维瞬态温度场的有限元法 |
| 5.1.2 热应力计算 |
| 5.2 螺旋槽磨削温度场有限元仿真模型的建立 |
| 5.3 磨削温度场仿真边界条件的确定 |
| 5.3.1 磨削区热流密度的确定 |
| 5.3.2 工件表面对流系数的确定 |
| 5.4 螺旋槽磨削区载荷的施加和求解 |
| 5.5 螺旋槽磨削温度场分布 |
| 5.5.1 磨削单螺旋槽温度场和热应力分布 |
| 5.5.2 磨削第二螺旋槽的温度场和热应力分布 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 螺旋槽磨削表面质量研究 |
| 6.1 磨削表面质量检测方法 |
| 6.1.1 残余应力检测方法 |
| 6.1.2 螺旋槽磨削表面粗糙度和表面形貌检测方法 |
| 6.1.3 磨削亚表面结构检测方法 |
| 6.2 麻花钻螺旋槽磨削表面质量研究 |
| 6.2.1 螺旋槽缓进给磨削试验方案 |
| 6.2.2 螺旋槽磨削表面形貌 |
| 6.2.3 磨削参数对螺旋槽表面粗糙度的影响 |
| 6.2.4 磨削参数对表层微观结构的影响 |
| 6.3 立铣刀螺旋槽磨削表面粗糙度数学模型研究 |
| 6.3.1 磨削表面粗糙度数学模型 |
| 6.3.2 粗糙度数值仿真与实验验证 |
| 6.4 立铣刀GASH面磨削表面质量研究 |
| 6.4.1 杯形砂轮磨削实验方案 |
| 6.4.2 磨削参数对残余应力的影响 |
| 6.4.3 磨削参数对材料去除机理的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表的论文和获得的专利 |
| 附录B 攻读学位期间参与的科研项目与所获的奖励 |
（10）超声ELID复合磨削的砂轮在线修整机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 论文中主要符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的来源 |
| 1.2 课题的背景 |
| 1.3 超声加工技术现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 ELID磨削加工技术现状 |
| 1.4.1 国外研究现状 |
| 1.4.2 国内研究现状 |
| 1.5 砂轮修整技术现状 |
| 1.5.1 国外研究现状 |
| 1.5.2 国内研究现状 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 1.6.1 选题的总体思想 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 1.6.3 技术路线 |
| 2 超声ELID复合内圆磨削系统关键部件设计 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 超声ELID振动声学系统阻抗分析 |
| 2.2.1 超声ELID振动声学系统组成 |
| 2.2.2 超声ELID振动声学系统的力电类比 |
| 2.2.3 变幅器的阻抗分析 |
| 2.3 超声振动装置设计 |
| 2.3.1 超声振动装置的组成 |
| 2.3.2 变幅器的动力学模型 |
| 2.3.3 变幅器的理论分析 |
| 2.3.4 有限元分析与优化 |
| 2.3.5 阻抗及振动特性试验 |
| 2.4 ELID电解装置设计 |
| 2.4.1 ELID阴极设计方法 |
| 2.4.2 电场分布数学模型 |
| 2.4.3 电场分布求解 |
| 2.4.4 阴极设计结果 |
| 2.4.5 阴极装置安装 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 超声ELID砂轮在线修整理论分析 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 附加的ELID和超声振动对砂轮在线修整影响 |
| 3.2.1 电解作用对砂轮在线修整影响 |
| 3.2.2 电解加工精度对砂轮修整影响 |
| 3.2.3 超声振动对加工间隙影响 |
| 3.2.4 超声辅助作用机理分析 |
| 3.3 空化效应对砂轮在线修整的影响 |
| 3.3.1 超声空化效应发生的条件 |
| 3.3.2 超声ELID复合磨削区的超声声压 |
| 3.3.3 超声ELID复合磨削区空化泡的溃灭 |
| 3.3.4 超声ELID复合磨削区空化泡的半径变化 |
| 3.3.5 超声ELID复合磨削空化效应的在线检测 |
| 3.4 磨削力、热对砂轮上氧化膜状态的影响 |
| 3.4.1 生成有用氧化膜的条件 |
| 3.4.2 氧化膜破坏所需的内应力 |
| 3.4.3 氧化膜与工件的作用力 |
| 3.4.4 磨削热在氧化膜内产生热应力 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 超声ELID砂轮在线修整效果研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 砂轮修整特征参数及评价方法 |
| 4.2.1 修整前后砂轮回转误差 |
| 4.2.2 砂轮表面单位面积磨粒数 |
| 4.2.3 砂轮表面修整效果参数 |
| 4.2.4 砂轮表面三维形貌 |
| 4.3 超声ELID砂轮在线修整效果分析 |
| 4.3.1 砂轮表面回转误差分析 |
| 4.3.2 砂轮表面单位面积磨粒数分析 |
| 4.3.3 砂轮表面修整效果分析 |
| 4.3.4 砂轮表面三维形貌分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 超声ELID在线修整砂轮可磨性研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 超声ELID复合磨削的延性临界磨削深度 |
| 5.2.1 延性临界磨削深度理论分析 |
| 5.2.2 试验条件与装置 |
| 5.2.3 试验结果与分析 |
| 5.3 超声ELID复合磨削的表面质量 |
| 5.3.1 超声ELID复合磨削表面粗糙度 |
| 5.3.2 超声ELID复合磨削表面形貌 |
| 5.3.3 超声ELID镜面磨削下加工质量预测 |
| 5.3.4 试验结果与分析 |
| 5.4 超声ELID复合磨削下砂轮的磨削比 |
| 5.4.1 超声ELID镜面磨削下加工效率预测 |
| 5.4.2 超声和ELID电参数对磨削比的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、内圆磨削参数优化的模拟计算分析（论文参考文献）
- [1]氧化锆陶瓷轴承套圈内圆磨削工艺分析与加工精度研究[D]. 王科冲. 沈阳建筑大学, 2021
- [2]空间反射镜材料的超声辅助磨削机理[D]. 郑非非. 大连理工大学, 2020(01)
- [3]静压轴承内孔切入式磨削的成圆过渡过程及其规律研究[D]. 丁文祥. 湖南大学, 2020
- [4]晶圆留边磨削减薄工艺基础研究[D]. 李彧. 大连理工大学, 2020(02)
- [5]单颗磨粒高速磨削Inconel718仿真与实验研究[D]. 程强. 太原理工大学, 2020
- [6]航发钛合金叶片微观加强筋表面砂带磨削方法及其实验研究[D]. 李泉. 重庆大学, 2019
- [7]磨削参数对木材砂带磨削能耗的影响[J]. 应俊华,成锋,张健,吴丹妮,罗斌,李黎. 林业工程学报, 2019(03)
- [8]超音速火焰喷涂碳化钨涂层磨削热特性与磨削工艺优化研究[D]. 徐成. 湖南大学, 2019(07)
- [9]整体式硬质合金刀具缓进给磨削机理及其表面质量研究[D]. 宋铁军. 湖南大学, 2017(06)
- [10]超声ELID复合磨削的砂轮在线修整机理研究[D]. 陈凡. 河南理工大学, 2017(01)