通过对接触表面及其磨损的数字建模研究砂带磨削对工件表面质量的影响[外文翻译].rar

通过对接触表面及其磨损的数字建模研究砂带磨削对工件表面质量的影响

摘要：砂带磨削是一种精加工制造工序，实验研究表明砂带磨削能提高工件表面质量并减小工件表面残余应力。
本论文通过建立三维数字模型，来研究砂带与被加工表面的接触情况，特别是弄清其中的物理磨损状况。这种方法为理解磨料在砂带与工件接触中如何去除被加工余量提供了非常重要的资料。有重要数据显示：由作用在每个磨粒上的切削角和切向载荷所决定的正常载荷分布以及局部摩擦系数，压力分布，接触区的分布及其表面变形都可以通过该模型测得。
关键词：砂带磨削；数字建模；精加工；局部摩擦系数

1.介绍
硬态车削是一种精加工方式，它代表了所有制造过程中的严格而又昂贵的方面。最近的研究表明，硬态车削可以获得让人非常满意的表面质量。但从机械学的观点来看，这种加工工艺会带来不必要的残余应力。事实上，这种制造工艺会增加残余应力，并且会产生金属硬粒，而这些都会破坏表面的装配元素。更严重的是，这些问题又会导致工件表面质量及其金属性质的改变。为了解决以上这些问题，我们必须采用一种超级精加工方式。
本论文中采用了砂带磨削技术，实验研究显示：砂带磨削工艺能提高工件表面质量，材料疲劳强度，并降低表面粗糙度。为了研究（砂带磨削时的）物理磨损以及砂带磨削对工件表面质量的影响，本文建立砂带和加工表面的接触的三维模型，模型资料提供了法向载荷分布，局部摩擦系数以及每个磨粒的切向载荷等参数，这些接触参数对于诸如摩擦，附着力，磨损，热导及电导系数等摩擦状态的理解有着非常重要的作用。

2.实验过程
2.1．砂带磨削
图1a和1d为砂带磨削示意图，这种切削工具的砂带是由经几何校准的金刚砂磨粒粘结于聚合体基材而成（如图1b和1c所示）。被加工件为旋转件，加工过程定义了磨削压力以及轴向摆动。图2b中标出了本次研究采用的切削参数。