CN 41-1243/TG ISSN 1006-852X

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加工表面形貌特征化聚类的单点金刚石磨削稳定性研究

徐鑫宇 贺先送 陈钊杰 张竞颖 杨林丰 谢晋

徐鑫宇, 贺先送, 陈钊杰, 张竞颖, 杨林丰, 谢晋. 加工表面形貌特征化聚类的单点金刚石磨削稳定性研究[J]. 金刚石与磨料磨具工程. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0013
引用本文: 徐鑫宇, 贺先送, 陈钊杰, 张竞颖, 杨林丰, 谢晋. 加工表面形貌特征化聚类的单点金刚石磨削稳定性研究[J]. 金刚石与磨料磨具工程. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0013

加工表面形貌特征化聚类的单点金刚石磨削稳定性研究

doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0013
基金项目: 广东省基础与应用基础研究基金资助项目;国家自然科学基金资助项目
  • 摘要:   硬质模具钢的磨削过程因加工深度变化会引起磨削力变化,导致加工状态不稳定。因此,采用大颗粒金刚石的单点磨削,基于加工表面的形貌特征分析磨削过程的动态特性及稳定性,探究工艺参数与加工效率和表面质量的作用机制,旨在实现高效率高质量的磨削加工。首先,对单点金刚石磨削系统进行动力学建模,再采用加速度传感器测量磨削振动信号并进行工作模态分析,求解加工系统的固有频率和阻尼比。然后,基于加工表面波纹度和粗糙度的特征化数据,关联进给深度和砂轮转速对加工稳定状态进行数字化聚类分析,与磨削稳定性的叶瓣图区域匹配,拟合出加工系统刚度和磨削力系数,构建进给深度和砂轮转速实时可控的磨削过程稳定性。最后,通过模具钢的磨削实验进行验证,分析加工效率和质量。结果表明:磨削过程的模态分析与加工表面形貌特征的聚类匹配能够映射磨削过程稳定域的加工工艺参数。在磨削稳定域内,采用更大材料去除率可以将平均表面波纹度从1.203 μm下降到0.635 μm,平均表面粗糙度从0.267 μm下降到0.143 μm。而且,在相同材料的去除量下,稳定域加工的表面粗糙度平均能够下降74%。因此,在加工过程中依据加工表面特征化的磨削稳定域实时调整进给深度和砂轮转速,可以同时提高加工质量和效率。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2024-01-16
  • 修回日期:  2024-03-29
  • 录用日期:  2024-04-01
  • 网络出版日期:  2024-04-10

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