叶序排布CBN电镀砂轮磨削的表面粗糙度研究

摘要

磨削加工是机械加工过程中最为重要的加工工艺之一，一般作为机械加工的最后一道工序，以获得准确的加工精度和优良的表面质量。随着制造技术的不断发展，传统的磨削加工已经不能满足当前的需求，磨削加工技术正朝着精密和超精密方向发展，特别是一些坚硬、耐磨的非金属材料的出现，给磨削加工技术带来了新的挑战。对于传统固结磨具，由于组织的无序化极易导致砂轮表面阻塞，最终导致工件表面烧伤，这不但影响加工件的表面质量，同时也降低了砂轮的使用寿命。为改善砂轮的磨削性能，对砂轮表面磨粒进行有序化排布是一种有效方法。本文把生物学中的叶序排布理论引入到CBN电镀砂轮的设计中来，砂轮表面磨粒的叶序排布使磨粒间具有良好的容屑空间和合理的磨粒密度。通过叶序理论研究、叶序砂轮磨削工件表面数学模型的建立及不同砂轮模拟仿真对比实验来研究单颗磨粒不同排布砂轮磨削的工件表面粗糙度，同时还研究了CBN砂轮的电镀工艺。具体研究内容如下：　　(1)通过叶序理论的研究，明确各个叶序参数的作用及意义，并分析各个叶序参数对磨粒排布的影响，为叶序参数的合理选取提供依据。　　(2)在叶序排布理论基础上，探讨掩膜曝光技术，优化电镀工艺并制造出单颗磨粒叶序排布的柱面CBN电镀砂轮。　　(3)通过建立单颗磨粒叶序排布柱面砂轮磨削的工件表面粗糙度数学模型，分析叶序参数和其它磨削物理量对磨削工件表面粗糙度的影响。　　(4)通过MATLAB研究叶序参数及磨削用量对砂轮磨削工件表面粗糙度的影响，确定有效叶序生长系数；并对磨粒叶序排布、无序排布、交错排布及矩阵排布砂轮在相同的磨粒密度下进行仿真对比，检验叶序砂轮的磨削性能。

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