点磨削表面微观形貌均化特性及相关性分析

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国民经济的飞速发展不断促进工业机器朝精密化、高速化、多功能化方向发展。高要求环境中工件的可靠性及寿命问题至关重要,因此加工表面质量的相关研究受到广泛的关注和重视。磨削加工可以获得较高的加工精度和很小的表面粗糙度值。点磨削是外圆磨削技术中一种集CBN超硬磨料砂轮、数控技术和高速磨削技术于一身的新型磨削加工工艺。点磨削兼具磨削的高表面质量和车削的高生产率特点,具有优良的加工性能,是高速磨削领域内最先进的技术形式之一。  点磨削形成的工件表面具有区别于普通磨削的纹理特征。这一几何特征能够影响零件的耐磨性、接触刚度、疲劳强度及配合性质等技术性能和使用功能,因此研究点磨削工件表面微观形貌的均化特性具有十分重要的意义。本文主要从以下几个方面展开研究。  首先,在明确零件表面形貌的创成机理及其对零件使用性能的影响并分析了传统磨削加工所具有的独特优势及磨削过程存在稳定性和再现性差等弊端的前提下,分析点磨削的概念和技术特点。点磨削加工过程中,砂轮与工件之间存在点磨削变量角度α,造成磨粒的运动轨迹发生改变,所形成的零件表面完整性,特别是加工表面纹理特征不同于常规外圆磨削。随后,将45钢作为实验试件,选择典型的磨削参数,将两批工件分别用常规磨削和点磨削方式加工后,利用扫描电子显微镜获得加工表面的微观形貌,并对比分析两种磨削加工工件的表面纹理特征;使用TR300粗糙度形状测量仪获取工件的表面轮廓曲线以及表面粗糙度数值,然后应用随机过程的相关性分析方法,结合自相关函数和互相关函数的数字化表达式,运用MATLAB开发工具编写程序取得两种加工表面的自相关、互相关函数曲线及相应的相关系数值,进而定量地对点磨削加工表面的微观形貌特点进行几何特性的评价,并着重分析其表面纹理的均化特性;讨论并得出了点磨削变量角度和磨削深度对工件表面粗糙度的影响。最后,通过实验结果分析表明,点磨削表面的均化特性提高了工件的表面质量,降低了工件的表面粗糙度。
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