考虑单磨粒作用的砂带磨削机理模型

摘要

针对磨削过程中材料的定量去除问题,从微观单磨粒角度出发,综合运用弹塑性变形、赫兹接触以及概率统计等理论及方法,构建砂带磨削的材料去除机理模型.首先,分析磨削过程中单个磨粒在工件不同变形阶段的材料去除机理,并根据试验计算结果对该磨削过程进行简化,给出单磨粒受力计算方法;在此基础上,基于磨粒数目与出刃高度分布函数,运用概率统计理论建立微观磨粒与宏观磨削压力平衡方程,求解磨粒切入深度分布函数;再结合单磨粒材料去除体积,用积分运算构建总体材料去除模型;最后通过机器人磨削平台进行TC4合金曲面磨削试验得到材料最大去除深度.结果表明:材料最大去除深度随磨削压力和砂带线速度增大而增大,随砂带进给速度增大而减小;且理论模型的理论预测值与试验值比较,其最大相对误差为17.66％,平均相对误差为10.55％,验证了模型的有效性.