一種硬脆陶瓷材料在磨粒加工後表面切削深度分布測定方法

2023-08-06 07:57:16 1

專利名稱：一種硬脆陶瓷材料在磨粒加工後表面切削深度分布測定方法
技術領域：
本發明涉及磨粒加工後表面切削深度分布技術，尤其是一種磨粒加工後表面切削深度分布的測定方法。
背景技術：
硬脆陶瓷材料塑性域加工，工件加工後表面質量好，表面與亞表面損傷層小。但其完全塑性域加工，要求所有磨粒的切削深度都在臨界切削深度以下，通常加工效率極低。為了在加工效率及加工後工件表面質量兩者間達到均衡，往往採用的研磨加工工藝是一個漸進的過程脆性去除為主,塑性去除為輔一脆性去除和塑性去除相同一塑性去除為主,脆性去除為輔一完全塑性域加工。以往在制定這幾步研磨工藝時，主要憑藉經驗和先期試驗，不僅需要時間較多，而且無法主動去設計研磨工藝。對硬脆陶瓷材料塑性域加工的一般認識是當磨粒的切削深度小於材料的臨界切削深度時，脆陶瓷材料的去除狀態為塑性去除。因此建立有效磨粒的切削深度分布模型就可主動控制有效磨粒的切削深度，從而設計硬脆材料研磨的加工工藝。根據文獻檢索，以往對有效磨粒切削深度的分析主要是根據磨粒的出刃高度來建立的，而沒考慮磨粒與結合劑間的彈塑性因素對有效磨粒切削深度的影響。而在實際的研磨加工中，磨具表層磨粒中出刃高度最大的磨粒首先接觸到工件表面，工件對該磨粒的壓力使其在磨具結合劑中彈性位移增大，結合劑對磨粒彈性作用力也隨之增加，這使得磨粒在工件中的切削深度增加。當磨粒在結合劑中的彈性位移超過一閾值後，結合劑產生塑性變形(即屈服)，既磨粒下陷位移增加而結合劑對磨粒的作用力變化不大，因此磨粒對工件切削深度也幾乎不變，如圖I所示，大磨粒1，小磨粒2、結合劑3，工件表面4。因此在對磨粒切削深度的分析時必須考慮磨粒與結合劑間的彈塑性因素對磨粒切削深度的影響。

發明內容
為了克服已有磨粒加工後表面切削深度測量技術的未考慮磨粒與結合劑間的彈塑性因素、準確度較差的不足，本發明提供一種結合磨粒與結合劑間的彈塑性因素和磨粒的出刃高度、準確度高的硬脆陶瓷材料在磨粒加工後表面切削深度分布的測定方法。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種硬脆陶瓷材料在磨粒加工後表面切削深度分布測定方法，該測定方法包含以下步驟I)單顆磨粒受力分析建立磨粒與工件間磨削力模型，決定磨粒對工件的切削深度的磨粒工件間法向力 Fnl表示為
權利要求
1.一種硬脆陶瓷材料在磨粒加工後表面切削深度分布測定方法，其特徵在於該測定方法包含以下步驟D單顆磨粒受力分析建立磨粒與工件間磨削力模型，決定磨粒對工件的切削深度的磨粒工件間法向力Fnl 表示為
全文摘要
一種硬脆陶瓷材料在磨粒加工後表面切削深度分布測定方法，該測定方法包含以下步驟1)建立磨粒與工件間磨削力模型及磨粒與磨具結合劑間磨削力模型，決定磨粒對工件的切削深度的磨粒工件間法向力2)在研磨過程中，磨粒在法向方向受力平衡，由式(1)和式(2)，得單顆磨粒切削深度；3)由式(2)，磨具磨粒在工件的切削深度t是磨粒粒徑d的函數，基於磨具磨粒粒徑的數量基準分布並結合概率統計原理，分析出研磨加工時磨具磨粒群在工件的切削深度t的概率分布密度函數。本發明結合磨粒與結合劑間的彈塑性因素和磨粒的出刃高度、準確度高。
文檔編號G01B21/30GK102589511SQ20121003026
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月10日 優先權日2012年2月10日
發明者呂迅, 李志鑫, 袁巨龍 申請人:浙江工業大學