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机楲制造与研究
刘伟香,等·纳米结构陶瓷涂层磨削力的研究
纳米结构陶瓷涂层磨削力的研究
刘伟香,周忠于
(1.湖南理工学院机被学院,湖南岳阳414000;2.岳阳市交通培训中心,湖南岳阳414000
摘要:对纳米陶瓷涂层材料在金刚石砂轮精密蘑削过程中的磨削力(包括单位磨削面积磨削
力和砂轮单颗磨粒磨削力)进行了研究,分析了砂轮磨削深度、工件进给速度、金刚石砂轮磨粒
尺寸以及粘结剂类型等磨削参数对磨削力的影响规律。
关键词:纳米陶瓷涂层;磨削力;砂轮
中图分类号:TH161
文献标志码:B文章编号:16715276(2012)01-0071-02
Research on Grinding Force of Nanometre Ceramic Coatings
LIU Wei-xiang', ZHOU Zhong-yu
(1. Mechanical Engineering Academy, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414000, China
2. Yueyang Communications Training Center, Yueyang 414000, China)
Abstract Th paper makes a of e gindin force n h recision n ng process of nanometre ceramic coatings with dia
mond wheel, including the grinding forces of unit grinin dimension and whee 's single abrasive grits and analyzes the effect of
grinding parameters, such as grinding depth of grinding wheel, feedrate of workpiece, diamond wheel grit size as well as bond type
on the grinding force
Key words: nanometre ceramic coating; grinding force; grinding wheel
在纳米结构陶瓷涂层磨削加工中,磨削力反映磨削
削过程中,砂轮磨粒切削材料经历了滑擦、耕犁和
过程的基本特征,是研究磨削过程的重要参数,它与材料切削三个阶段。砂轮开始切人工件时,由于磨床-工件
显微结构及性能、磨削用量、砂轮特性、材料去除机理、一砂轮系统弹性变形的缘故,法向磨削力很小,砂轮还未
机床刚度以及磨削液的选用等都有密切关系。同时,它真正切削工件表面。只有当磨削深度大于系统的弹性变
对磨削工艺的制定和表面/亚表面损伤都有影响,也是评形总量,即法向磨削力增大到一定数值时,才会真正进行
价材料可磨削性优劣的一个重要指标。而且磨削力易于切削。研究表明:不论是磨削易磨材料,还是磨削难磨材
控制和测量,可通过测量磨削力以计算磨削能来检測其料,均存在一个“材料初始切入力”,在达到材料初始切
磨削机理,通过测量磨削力监测砂轮的磨损状况来及时入力之前,磨削过程只有滑擦作用,而无切削作用,难磨
修整或更换砂轮,因此研究磨削力有着重要的理论价值材料的材料初始切入力比易磨材料的材料初始切入力
和实际意义。
大。在给定的磨削条件下,材料初始切入力主要与工件
材料性能(硬度、断裂韧性、显微结构等)、砂轮特性参数
1砂轮磨削深度对磨削力的影响
(砂轮磨粒尺寸、磨粒浓度和粘结剂类型等)以及机床刚
性等有关。
随着砂轮磨削深度的增大,砂轮的单位面积磨削
カF。和单颗磨粒磨削力均是增大的。F。和m随,2工件进给速度对磨削力的影响
的增大的原因有:1)磨判深度α,增大,使得单颗磨粒的
最大末变形切削厚度んm增大,并且砂轮与工件的接触弧
随着工件进给速度。的增大,单颗磨粒磨削厚度増
长増大,同时参与磨削的有效磨粒数增多,导致磨削力增加,因此砂轮的单位面积磨削力F"。和单颗磨粒磨削力
大且影响最为显著。2)磨削深度,増大,磨削过程中砂都增大,但増大趋势逐渐变缓,其中较大的工件进给速度
轮粘结剂、磨屑及被磨工件之间的滑擦作用也增大,因此下的磨削力总的増加幅度较小。
磨削力也增大。
在一定条件下磨削纳米结构陶瓷涂层时,随着工件进
砂轮的磨削力可表示为
给速度。的提高,磨削力有明显的增加。之后,当继续增
大工件进给速度,由于磨粒实际磨削厚度増大,材料更多
式中:。为单位面积法向磨削力,N/mn2;F。为材料初始地被脆性去除脆性剥落増多,磨削力増大趋势变缓,而在
切人入力,Nmm2;C。为磨削力找合直线的斜率。
较小工件进给速度时材料易发生塑性变形被去除,磨削力
基金项目:湖南省教育厅2010年科研项目(100762
作者简介:刘伟香(1969一),女,湖南娄底人,硕士,副教授,主要从事机械设计制造方向的教学和科研。
Machine Building E Automation, Feb 2012, 41(1): 71 .72