基于磨料有序化排布油石的平台珩磨的若干研究

摘要

传统珩磨加工油石表面磨粒呈无规则排布，无法实现人为可控，导致参与珩磨的动态有效磨粒数减少，并且油石表面的容屑空间难以控制，油石工作表面容易出现堵塞现象，从而造成珩磨过程中珩磨力增加、油石的珩磨效率低、珩磨表面网纹不规则等问题。针对以上问题，本文提出油石磨粒有序化排布，通过将油石表面磨粒进行阵列、叶序、错位三种不同有序化排布，使油石磨粒处于规则化，这将对改善油石的珩磨性能和珩磨网纹结构有着重要的意义。 首先，本文对仿生学中的叶序排布数学模型（Van Iterson数学模型）进行分析，研究了上述模型中的叶序系数、发散角、磨粒半径对油石磨粒排布的影响规律，通过对结果的分析，选取最优参数进行了油石设计。其次，通过建立磨粒有序化排布油石设计模型和珩磨运动学方程，建立磨粒有序化排布油石珩磨平台表面的运动学条件，进行磨粒有序化排布油石珩磨表面轨迹仿真。 然后，开展了有序化珩磨油石的制造技术研究。对电镀CBN油石表面磨粒的等高性的影响因素进行了分析，并给出了改善油石表面磨粒等高性的方法，即水力沉降分选法。对磨粒筛选的原理、筛选工艺过程以及磨粒筛选结果进行分析，并选择筛选出的部分磨粒进行了等高性油石的制造。重点分析了单层磨粒有序化排布油石的制造工艺及操作规范和电镀缺陷产生的原因，最终制造出了满足实验要求的磨粒有序化排布油石。 最后，进行磨粒有序化排布油石珩磨实验。通过对油石表面磨粒磨损的测量和分析，得出了油石表面磨粒排布与磨损量的关系；在改变珩磨压强下对具有相同排布参数的叶序、阵列和错位排布磨粒的电镀CBN油石的珩磨表面形貌、珩磨力进行了分析，结果表明：等高性叶序排布油石的磨损量小于其他排布油石的磨损量；使用磨粒有序化排布油石珩磨能够获得规则的网纹表面，提高了珩磨效率，叶序排布珩磨油石性能优于阵列和错位排布油石。

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