一种硬脆材料高效磨削加工工艺参数优化方法技术

本发明专利技术公开了一种硬脆材料高效磨削加工工艺参数优化方法，包括以下步骤：确定刀具临界转速；对硬脆材料进行磨削加工试验；得到不同磨削参数下的表面粗糙度；计算磨削表面剩余强度；建立磨削表面剩余强度与磨削力、表面粗糙度之间关系的拟合公式；计算出所有磨削参数下的磨削表面剩余强度；分别建立磨削表面剩余强度σ、磨削力F与磨削深度a

【技术实现步骤摘要】
一种硬脆材料高效磨削加工工艺参数优化方法


[0001]本专利技术涉及硬脆材料磨削加工
，尤其涉及一种硬脆材料高效磨削加工工艺参数优化方法。

技术介绍

[0002]目前，随着电子技术、半导体技术、微纳技术和光学技术的快速发展，各领域科技水平得到了快速提升。这类高新技术对器件电学、光学、热学、抗腐耐磨等特性有着特殊的要求。硬脆材料，由于具有抗腐蚀、耐高温、耐磨损等优良性能被作为基础材料在半导体、航空航天、国防等诸多领域有着越来越广泛的作用，占据着越来越重要的地位。这类材料由于具有硬度高、断裂韧性低的力学特性，是典型的难加工材料。磨削加工作为该类材料成形加工的主要工艺方法，在加工过程中材料表面及亚表面产生大量损伤，包括表面破碎、亚表面裂纹。这些损伤在持续的机械作用下会发生宏观扩展，严重的可能导致硬脆材料零件破坏。这是由于磨削过程中磨削力产生的应力超过了含磨削损伤材料的剩余强度情况下导致的。磨削工艺参数的选取不当一方面抑制了磨削加工效率，另一方面可能会导致整个材料的断裂。因此，如何对磨削加工工艺参数进行优化，对实现硬脆材料高效磨削加工具有十分重要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬脆材料高效磨削加工工艺参数优化方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，确定刀具临界转速将刀具转速v
s
作为变量，以磨削力F和表面粗糙度Sa作为判断依据，根据磨削力和表面粗糙度随转速增加由减小转变为增加的位置对应转速作为刀具临界转速v
sc
；步骤二，对硬脆材料进行磨削加工试验将刀具转速v
s
固定到临界转速v
sc
，将磨削深度a
p
和工件进给速度v
w
作为变量，同一个变量的变量值选在3个水平以上，对硬脆材料进行磨削加工试验，在进行磨削加工过程中监测力信号F；步骤三，得到不同磨削参数下的表面粗糙度采用微观形貌检测仪器，对磨削加工后的硬脆材料试样表面粗糙度进行测量，得到不同磨削参数下的表面粗糙度Sa；步骤四，计算磨削表面剩余强度选取5个以上磨削加工后的硬脆材料试样进行磨削损伤测试，对试样进行损伤深度c观察，通过损伤深度与磨削表面剩余强度之间的关系，计算出磨削表面剩余强度σ；损伤深度c与磨削表面剩余强度σ之间关系为：其中，K
IC
为断裂韧性，α为修正系数；步骤五，建立磨削表面剩余强度与磨削力、表面粗糙度之间关系的拟合公式对步骤二
‑
步骤四得到的磨削力F、表面粗糙度Sa、磨削表面剩余强度σ数据进行回归分析，建立磨削表面剩余强度与磨削力、表面粗糙度之间关系的拟合公式：σ＝ASa+BF+C其中，系数A、B、C通过具体试验数据进行拟合；步骤六，计算出所有磨削参数下的磨削表面剩余强度以步骤五回归分析得到的拟合公式为基础，对所有磨削参数下对应的磨削表面剩余强度进行计算；所述磨削参数包括刀具转速、磨削深度和工件进给速度；步骤七，分别建立磨削表面剩余强度σ、磨削力F与磨削深度a
p
、磨削进给速度v
w
关系的拟合公式基于所有磨削参数下得到的磨削表面剩余强度、磨削力，建立磨削表面剩余强度σ与磨削深度a
p
、磨削进给速度v
w
关系的拟合公式，建立磨削力F与磨削深度a
p
、磨削进给速度v
w
关系的拟合公式；磨削表面剩余强度σ、磨削力F是磨削深度a
p
和磨削进给速...

【专利技术属性】
技术研发人员：周平，赵炳尧，闫英，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：