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该文在系统地分析了各种超精密加工方法后,选择了加工效率高、成本低的固着磨料高速研磨方法作为研究对象.密切结合固着磨料高速研磨研究中的实际需要,运用力学、运动学、统计学以及计算机仿真技术,系统地模拟了固着磨料平面高速研磨过程中的研磨切削力、研磨相对运动规律、工件材料去除率和磨具均匀磨损以及工件已加工表面粗糙度,并与SiC陶瓷材料的固着磨料平面高速研磨实验结果进行了比较验证.对固着磨料平面高速研磨过程的模拟和实验研究主要包括以下几个方面:运用统计学的知识模拟了固着磨料平面高速研磨中使用的磨具表面形貌,建立了固着磨料平面高速研磨过程中单个磨粒的研磨切削力模型,并进行了仿真分析,求出了加工过程中的最大单粒切削力.在此基础上,研究了不同工艺参数对研磨切削力的影响、可能存在的材料去除机理及其对工件加工表面质量可能造成的影响.研究发现,磨料粒度和研磨压力是影响最大单粒切削力的主要因素,因而对工件加工表面质量的影响也比较大.通过运动学分析,研究了固着磨料平面高速研磨过程中工件的运动状态,在此基础上,分析了磨具与工件间的相对运动规律,得出了研磨相对运动轨迹,并求出了研磨相对运动速度,它等于磨具转速与偏心距的乘积.从分析单个磨粒的材料去除量入手,研究了固着磨料平面高速研磨过程中工件材料去除率和磨具均匀磨损的仿真分析方法,探讨了影响工件材料去除率和磨具均匀磨损的主要因素.结果表明,研磨压力和磨具转速对工件材料去除率的影响最大,三者间的关系符合Preston方程,而偏心距对磨具均匀磨损的影响最大.结合磨具表面的磨粒分布规律、研磨相对运动规律、磨具的磨损以及工件的材料去除,对固着磨料平面高速研磨过程中工件已加工表面轮廓和表面粗糙度进行了计算机仿真分析,探讨了不同工艺参数对表面粗糙度的影响.结果表明,磨料粒度和研磨压力是影响工件已加工表面粗糙度的主要因素.结合SiC陶瓷材料的固着磨料平面高速研磨实验,对该文提出的计算机仿真分析方法进行了验证,并对理论分析结果作出了误差修正.结果表明:计算机仿真分析结果与实验结果基本相符,证明了计算机仿真方法的正确性;固着磨料高速研磨方法非常适合于加工SiC陶瓷工件,极易实现塑性域加工,可以在短时间内(1~2min)获得纳米级表面粗糙度的光滑表面;材料去除率非常高,可达0.1~0.5mm·min<-1>,比传统散粒磨料研磨提高30~100倍.