【摘 要】
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本文以改善和提高凸轮磨削表面质量为目标,通过理论模型分析、有限元仿真与实验研究相结合的方式,开展对凸轮磨削温度的检测与磨削热的控制研究.研究内容包括:凸轮磨削的热传导数学模型;凸轮磨削温度的瞬态仿真分析计算;磨削温度实验研究及结果对比分析.分析了凸轮轴磨削过程中的几何运动学特性，并基于可变磨削接触弧长建立了适用于非圆轮廓零件磨削温度仿真的可变热源分布模型。在充分考虑真实磨削状况下，进行了凸轮轴磨削
【机 构】
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湖南科技大学难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室,湖南湘潭,411201;湖南科技大学机电工程学院,湖南湘潭,411201
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本文以改善和提高凸轮磨削表面质量为目标,通过理论模型分析、有限元仿真与实验研究相结合的方式,开展对凸轮磨削温度的检测与磨削热的控制研究.研究内容包括:凸轮磨削的热传导数学模型;凸轮磨削温度的瞬态仿真分析计算;磨削温度实验研究及结果对比分析.分析了凸轮轴磨削过程中的几何运动学特性，并基于可变磨削接触弧长建立了适用于非圆轮廓零件磨削温度仿真的可变热源分布模型。在充分考虑真实磨削状况下，进行了凸轮轴磨削温度场的有限元仿真，仿真结果与实验结果基本一致。该仿真模型为解决凸轮磨削表面热损伤问题提供了理论依据。对比仿真结果和实验结果并进行了分析，发现凸轮磨削时实测磨削温度偏离仿真值的主要原因是由于凸轮原始升程数据偏离理论值，同时工艺系统硬件制约导致砂轮跟踪不到位，造成材料磨除率不均匀。
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确定了超声换能器的结构，采用解析法推导了换能器的频率方程和放大系数公式，并确定了超声换能器的各尺寸参数，采用有限元分析法对换能器进行了动力学分析，通过模态分析、谐响应分、导纳特性分析分别获得了换能器的谐振频率、振型与前后输出端的幅频曲线和导纳特性曲线。通过实验对换能器进行了阻抗和振幅的测量，其可稳定输出工作频率25.3kHz，振幅为4.2μm，验证了设计方法及思路的正确性。
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介绍了具有微切削刃阵列的球头铣刀制造方法，建立了曲面微阵列结构的几何参数模型，对在不同参数条件下的，微切削刃刃口沟槽角度变化进行了分析。结果表明，砂轮的V型尖端角度民和微切削刃位置角θ0对微沟槽角度α的影响最大，球刀半径R、砂轮半径r,微磨削深度ap几乎没有影响。建立微切削刃阵列的球头铣刀在S轴铣削加工中工件表面的实际加工沟槽角度计算公式。通过实际加工，说明具有微切削刃阵列的球头铣刀可以应用到具有
使用直径为0.9mm、表层电镀500＃粒度磨粒的微磨棒对垂直于镍基单晶高温合金面的微磨削加工，通过对微磨削亚表面塑性变形层的微观组织观察得出镍基单晶高温合金的剪切滑移发生在沿着晶格内部的晶面族。通过单因素试验分析得出:随着进给速度和磨削深度的增大，镍基单晶高温合金的微磨削切向磨削力、法向磨削力和亚表面损伤深度均呈增大趋势:进给速度大时，砂轮堵塞严重，磨削表面出现明显的震痕，亚表面损伤也大;磨削深度
利用槽铣削单因素试验方法，分别探究了主轴转速、铣削深度和进给速度对粗晶AL1060和细晶AL1060零件铣削力和表面质量的影响，获得了粗细晶AL1060零件微铣削力及表面质量随切削参数不同的变化规律，给出了转折点数据及影响程度机理分析。不同切削参数下，细晶AL1060零件比粗晶AL1060零件的铣削力要大，表面质量更好。晶粒尺寸对微铣削加工过程影响显著，晶粒越细，其铣削力越大，表面质量越好。
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本文通过以砂轮转速、工件转速、磨削深度和进给速度等变化因素对轴向大切深缓进给磨削进行了正交试验，并以砂轮磨损为目标函数进行分析各因素的影响程度和规律。此外，采用显微镜对砂轮表面磨损情况、已加工件表面和断面形貌进行观测，分析了小砂轮轴向大切深缓进给磨削加工工程陶瓷的去除机理。分析了加工过程中小砂轮的磨损形式和磨损规律，并以砂轮磨损为目标函数对加工参数进行了优化。金刚石小砂轮的主切削区、过渡切屑区和修
本文通过采用单颗粒金刚石磨具模拟工程陶瓷磨削加工过程，分析了磨粒对陶瓷工件的小规模压痕作用和动态划擦作用进行磨削表面裂纹等缺陷的预制机理。在特定条件下促使裂纹缺陷由“害”向“利”发生转化，从而大大减小了传统陶瓷加工依赖外部输入高能量以及只有用超高硬度的刀具才能加工的束缚，以较小的能量消耗和低于被加工材料硬度的工具就能实现加工。
硬脆材料主要以硅晶体、玻璃、宝石、先进陶瓷、稀土磁性材料等非金属非导电材料及半导体材料为主,具有高脆性、高硬度、高耐磨性、高电阻率、高抗蚀、高抗氧化性等独特的性能特点,广泛应用在航空航天、电子、光学、仪器仪表等诸多高新技术领域中.但是由于硬脆材料的高脆性、低断裂韧性等特点,其具有很大的加工难度,若加工过程中稍有不当,工件表面、亚表面就会出现不同程度的破坏.以硅晶片为例,随着现代信息技术的提高,集成