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本文在总结前人对高速超高速磨削加工机理以及磨削加工表面质量研究成果的基础上,从分析AISI 4340钢力学性能和摩擦磨损特性入手,采用单层电镀CBN砂轮对AISI 4340钢进行了窄深槽的缓进给磨削加工实验,测量了磨削过程中的磨削力和磨削温度,并对窄深槽磨削加工后的槽侧面进行了表面形貌观察和粗糙度检测,分析了磨削参数对磨削力、磨削温度以及加工表面形貌和表面粗糙度的影响规律。主要的研究工作有:(1)室温条件下进行了拉伸实验,获得了AISI 4340钢在室温条件下的相关力学性能。(2)室温条件下进行了往复干摩擦磨损实验,通过对表面亚表面形貌进行观察,详细分析了AISI 4340钢在室温条件下的摩擦磨损特性以及参数对其的影响规律。实验条件下,摩擦系数随载荷的增大呈不规律的波动,随滑动速度的增大则呈减小趋势;磨损量随载荷和速度的增大呈增大趋势,但是滑动速度对其影响较小,并维持在较低水平,载荷对磨损量的影响更为显著;随着滑动速度和载荷的增大,磨损机制逐渐由单一的磨粒磨损向磨粒磨损、粘着磨损、氧化剥落磨损的混合磨损方式转变;亚表层影响层厚度随载荷的增大而增大,随滑动速度的增大而减小,是塑性变形强化和热软化作用的共同结果。(3)在立式加工中心上,采用自制的单层电镀CBN砂轮对AISI 4340钢进行了窄深槽的缓进给磨削加工实验,实时测量了磨削力和磨削温度,研究了磨削参数对磨削力和磨削温度的影响规律。发现在整个磨削加工过程中,磨削力和磨削温度均呈先增大后减小趋势,并且最大磨削温度和磨削力均出现在磨削接触弧长达到最大值后的一定时间内;各磨削参数下法向磨削力均大于切向磨削力;法向磨削力和切向磨削力均随砂轮速度的增大而降低,随着工件进给速度和切深的增大而增大;磨削区最高温度随着砂轮速度的增大而逐渐减小,随工件进给速度和切深的增大呈升高趋势,工件进给速度对磨削温度影响更为明显。(4)对磨削加工后的窄深槽侧面形貌进行了观察和粗糙度检测,分析了磨削参数对磨削加工表面形貌和表面粗糙度的影响规律。发现各磨削工艺参数下均出现了沿切削方向的划痕和残留磨屑,部分参数下出现伴有脆性剥落状特征的粗糙划痕区;随着砂轮速度的增大,表面纹理趋于均匀,表面质量得以改善,表面粗糙度值明显下降;随着进给速度和切深的增大,表面划痕逐渐加重,出现“飞边”现象,规整度变差,表面质量恶化,表面粗糙度值随之增大。