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超高速磨削是一种可以极大地提高生产效率、提高零件表面加工质量、实现难加工材料的精密加工的一种新技术,是目前国内外磨削技术的发展趋势。进行高速、超高速磨削实验,是研究超高速磨削机理最直接最有效的手段,由于受实验装置及手段的限制,目前国内对CBN 砂轮高速磨削的工艺实验研究很少,已有的成果较之国外有很大差距。因此开展我国高速磨削工艺实验研究因此就显得尤为重要。
论文首先在文献综述的基础上介绍了超高速磨削技术研究的历史和现状,在对磨削原理进行了概述的基础上,提出了CBN 砂轮高速磨削的研究思路,并对CBN 砂轮进行高速磨削的实验研究方案进行了详细的介绍。
其次,本文采用湖南大学150m/s 超高速磨削实验台利用CBN 砂轮对45 钢、2Cr13 钢、T10 钢三种材料的磨削过程进行了实验研究,较详细地分析了磨削参数如砂轮线速度、工件磨削深度、工作台速度、砂轮磨粒尺寸等对三种材料高速磨削的磨削力、磨削力分力比、比磨削能、磨削表面粗糙度等可磨性指标的影响规律,并通过以上的研究结果,提出了三种材料的磨削参数优化方案。研究表明为获得理想的表面粗糙度Ra 和实现较小的磨削力,磨削时各种材料存在一个较优的砂轮磨削深度和工作台速度范围,并且应注意冷却液的类型和供给状况。因为磨削的实际过程无法得到其精确的模型,因此磨削过程的仿真和控制是一大难题。本文最后利用神经网络,对CBN 砂轮的高速磨削磨削力、工件表面粗糙度进行了预测。预测结果表明神经网络预测精度较高,可以部分代替实验,且增加神经元个数、使用足够多的实验数据对神经网络进行训练都能提高预测精度。
本文的研究成果对揭示超高速磨削的内在规律,建立完善的超高速磨削基础理论体系,充实高速磨削工艺数据库、指导生产实践意义重大。