单颗金刚石磨粒切削氮化硅陶瓷仿真与试验研究

摘要：

为探索氮化硅陶瓷单颗磨粒切削加工的机理,进行单颗金刚石磨粒切削氮化硅陶瓷的仿真与试验.选用截角八面体模拟金刚石磨粒,基于Johnson-Holmquist ceramic硬脆材料本构模型,采用有限元网格法进行单颗磨粒直线切削仿真,分析工件材料的切屑去除、划痕形貌、应力动态变化与分布、切削力变化等现象,以及工艺参数对切削力的影响.制备单颗金刚石磨粒工具,在平面磨床上进行单颗磨粒切削氮化硅陶瓷的试验,进一步分析划痕形貌、切削力的变化,并验证有限元仿真的正确性.研究表明,划痕光直平整,塑性隆起很少,边缘存在较大尺寸的破碎,划痕内有局部小尺寸的破碎;划痕的深度和宽度比磨粒的切削深度和宽度尺寸略大.应力与切削力存在动态波动.随着砂轮速度的增加,切向力和法向力减小;随着切削深度的增加,切向力和法向力增大.切削力比在4~6之间变化.

关键词：单颗磨粒、氮化硅、有限元仿真、截角八面体、Johnson-Holmquistceramic

所属期刊栏目：51

分类号：TG74(刀具、磨料、磨具、夹具、模具和手工具)

资助基金：国家自然科学基金51505144,51405152;难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室开放基金E21539;高等学校博士学科点专项科研基金20110161110032

在线出版日期：2015-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：191-198