一种抑制机器人砂带磨抛工程陶瓷表面微裂纹的加工工艺制造技术

本发明专利技术提出一种抑制机器人砂带磨抛工程陶瓷表面微裂纹的加工工艺。首先，通过考虑机器人砂带磨抛中显著的弹性变形影响，对现有的适用于砂轮磨削的最大未变形切屑厚度模型进行修正，将改进后的最大未变形切屑厚度模型公式与适用于硬脆材料磨削的脆延性转变公式进行比较，得出临界切削深度；其次，考虑砂带磨抛加工过程中砂带张紧力对接触轮形变的影响，由拟合后的平衡方程计算出砂带张紧力对接触轮的压强；最后，通过有限元仿真的方法得出机器人砂带磨抛工程陶瓷的脆延性转变临界条件，以抑制其表面微裂纹的生成。本发明专利技术基于有限元仿真方法，能够准确地得到机器人砂带磨抛工程陶瓷的仿真结果，为机器人磨抛工程陶瓷材料的工艺试验提供理论指导。

A processing technology of restraining micro cracks on the surface of robot abrasive belt polishing engineering ceramics

【技术实现步骤摘要】
一种抑制机器人砂带磨抛工程陶瓷表面微裂纹的加工工艺
本专利技术属于机器人自动化加工领域，具体涉及一种抑制机器人砂带磨抛工程陶瓷表面微裂纹的加工工艺。
技术介绍
工程陶瓷以其低密度、强耐腐蚀性、耐磨性、耐高温和优良的化学惰性，广泛应用于各个方面，但其在传统机床加工过程容易出现早期破损和崩边，材料表面及亚表面出现微破碎、微裂纹及残余应力等加工损伤，影响材料的强度与精度，极大限制了陶瓷材料在实际工业生产中的广泛应用。对于企业生产而言，将高效、精密、自动化程度高的机器人砂带磨抛系统引入到对陶瓷材料的加工作业，可提升并保证陶瓷材料应用可靠性，对提高陶瓷材料加工效率，对提升产能、生产效率、加工质量有显著影响。目前加工工艺中,缺乏对抑制机器人砂带磨抛工程陶瓷表面微裂纹的研究，而有限元仿真方法是研究其脆延性转变的有效手段，基于刚性接触的传统磨抛最大未变形切屑厚度模型运用在机器人砂带磨抛中存在较大误差，而在机器人砂带磨抛中砂带的张紧力对接触轮形变的影响也应被考虑，可使仿真结果误差大大减小。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制机器人砂带磨抛工程陶瓷表面微裂纹的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：/nS10、考虑机器人砂带磨抛中显著的弹性变形影响，将改进后的最大未变形切屑厚度模型公式与适用于硬脆材料磨削的脆延性转变公式进行比较，得出理论临界切削深度值；/nS20、考虑机器人砂带磨抛加工过程中砂带张紧力对接触轮形变的影响，由拟合后的平衡方程计算出砂带张紧力对接触轮的压强值；/nS30、将理论临界切削深度值与砂带张紧力对接触轮的压强值应用于有限元仿真中，得出机器人砂带磨抛工程陶瓷的脆延性转变临界条件，以抑制其表面微裂纹的生成。/n

【技术特征摘要】
1.一种抑制机器人砂带磨抛工程陶瓷表面微裂纹的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S10、考虑机器人砂带磨抛中显著的弹性变形影响，将改进后的最大未变形切屑厚度模型公式与适用于硬脆材料磨削的脆延性转变公式进行比较，得出理论临界切削深度值；
S20、考虑机器人砂带磨抛加工过程中砂带张紧力对接触轮形变的影响，由拟合后的平衡方程计算出砂带张紧力对接触轮的压强值；
S30、将理论临界切削深度值与砂带张紧力对接触轮的压强值应用于有限元仿真中，得出机器人砂带磨抛工程陶瓷的脆延性转变临界条件，以抑制其表面微裂纹的生成。


2.根据权利要求1所述的抑制机器人砂带磨抛工程陶瓷表面微裂纹的加工工艺，其特征在于：在步骤S10中，改进后的最大未变形切屑厚度模型中引入弹性模量，所述最大未变形切屑厚度模型具体为：



公式(1)中a′gmax是改进后的最大未变形切屑厚度，E1是砂带轮轮芯的弹性模量，E2是被加工工件的弹性模量，其中指数n为比例常数。通过建立磨削过程中能量平衡关系来精确确定切屑厚度，即磨削过程中砂带轮提供的能量等于去除工件材料所消耗的能量，并由实验数据拟合得到；vW是工件的进给速度，vS是砂带转速，ap磨削深度，de是磨削轮的直径，r是切屑宽厚比，C是单位面积的有效磨粒数；



其中，dg是磨粒的直径，f是磨削中实际参与磨削磨粒所占体积分数，v是磨粒所占的体积分数。


3.根据权利要求2所述的抑制机器人砂带磨抛工程陶瓷表面微裂纹的加工工艺，其特征在于：在步骤S10中，脆性材料在磨削过程中由脆性向延性转变的临界切削深度可用以下经验公式表示：



其中，
公式(3)中，K0为冷却剂脆延性转变的系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱大虎，宋施墨，渠超，吕远健，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42