YG8硬质合金高速磨削工艺实验及优化研究

YG8硬质合金高速磨削工艺实验及优化研究

姓名：周小灵申请学位级别：硕士专业：机械制造及自动化指导教师：余剑武

20110930

高校教师硕士学位论文摘要硬质合金具有硬度高、耐磨性好、疲劳强度高等一系列优良特性，在模具、刀具刃具、矿山、石油等领域具有广泛的用途。硬质合金是一种典型的硬脆难加工材料，常规磨削方法加工硬质合金时存在磨削力大、磨削温度高、砂轮易磨损等缺陷。因此，研究硬质合金高速磨削工艺具有较好的工程应用背景。本论文以常用的刀具材料ＹＧ８硬质合金为研究对象，采用高速磨削手段，制定了系统的高速磨削实验方案，对硬质合金ＹＧ８材料进行了高速磨削工艺试验研究；探讨了磨削深度、工作台速度和砂轮线速度对磨削力和表面粗糙度的影响。实验表明，采用高速磨削工艺对硬质合金ＹＧ８材料进行磨削，可以有效地降低磨削力，提高硬质合金的磨削效率，并获得较好的表面粗糙度。高速磨削参数的选择正确与否在磨削加工中起着关键作用。基于响应面法，本研究进行了表面粗糙度优化实验，采用回归分析手段对实验数据进行处理，建立了ＹＧ８硬质合金高速磨削的表面粗糙度的一阶响应模型。由表面粗糙度的响应模型可知磨削深度是影响硬质合金高速磨削时表面粗糙度的最主要因素；工件表面粗糙度值随磨削进给速度、磨削深度的增加而提高，随砂轮线速度的增加而略有下降。表面粗糙度响应模型的预测值与实测值非常接近，说明表面粗糙度响应模型拟合效果较好，不仅有助于分析各参数对表面粗糙度的影响规律，还可为磨削参数的优化选择提供依据。关键词：高速磨削；硬质合金：磨削力；表面粗糙度；响应面法（ＲＳＭ）ＩＩＡｂｓｔｒａｃｔＣｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅｈａｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｓｕｃｈａｓｈｉｇｈｉｎｄｉｅ，ｇａｓｏｌｉｎｅ，ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｈａｒｄｎｅｓｓ．ｈｉｇｈｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｅｔｃ．ａｎｄｉｓｗｉｄｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅｉｓａｔｙｐｉｃａｌｄｉｆｆｉｃｕｌｔ—ｔｏ—ｃｕｔｍａｔｅｒｉａｌ，ａｎｄｓｏｍｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｗｅｒｅｆ．ｏｕｎｄｉｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｇｒｉｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｒｅａｒｅｓｏｍｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒｓｔｕｄｙｉｎｇｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄｇｒｉｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎＹＧ８ｗａｓｈｉｇｈ・ｓｐｅｅｄｇｒｉｎｄｉｎｇｏｆｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅｅｆｆｅｃｔｏｆｇｒｉｎｄｉｎｇｄｅｐｔｈ，ａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｂｙｄｅｔａｉｌｅｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌａｎ．Ｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｖｏｆｗｏｒｋｐｉｅｃｅｔａｂｌｅａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｌｏｗｅｒｇｒｉｎｄｉｎｇｆｏｒｃｅ，ｂｅｔｔｅｒｈｉｇｈｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｄｕｒｉｎｇｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｇｒｉｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．．Ｔｈｅｈｉｇｈ．ｓｐｅｅｄｇｒｉｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｐｌａｙａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｉｎｔｅｇｒｉｔｙ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｓｉｇｎｆｏｒｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｂａｓｅｄｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅＳｕｒｆａｃｅＭｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ（ＲＳＭ），ｔｈｅｎｔｈｅＲＳＭｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｍｕｌｔｉｐｌｅｌｉｎｅａｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｐｒｏｇｒａｍ，ａｎｄｍｏｄｅｌｏｆｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｗａｓｇｒｉｎｄｉｎｇｄｅｐｔｈｐｒｏｃｅｓｓｓｅｔｕｐｔｏｆｏｒｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅＹＧ８．Ｉｔｉｓｋｎｏｗｎｔｈａｔａｆｆｅｃｔｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｄｕｒｉｎｇｉｓｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｈｉｇｈ’ｓｐｅｅｄｏｆｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅＹＧ８．Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｏｆｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｇｒｉｎｄｉｎｇｄｅｐｔｈａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｗｏｒｋｐｉｅｃｅｔａｂｌｅ．ＴｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄｍｅａｓｕｒｅｄｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｒｏｕｇｈｎｅｓｓｉｓｐｒｏｖｅｄｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｏｏｎａｒｅｖｅｒｙｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅｔｈａｔｎｏｔｏｎｌｙｔｏＲＳＭｍｏｄｅｌｏｆｓｕｒｆａｃｅｂｅｃｏｒｒｅｃｔ．Ｉｔｉｓｕｓｅｄａｎａｌｙｚｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｇｒｉｎｄｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓ，ｂｕｔａｌｓｏｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｏｆｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓ・ｇｒｉｎｄｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｂｙＲＳＭｍｏｄｅｌＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｇｒｉｎｄｉｎｇ；ｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅ；ｇｒｉｎｄｉｎｇｆｏｒｃｅ；ｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓ；ＲｅｓｐｏｎｓｅＳｕｒｆａｃｅＭｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ（ＲＳＭ）Ｉｉｉ高校教师硕十学位论文插图索引图１．１切削速度变化和切削温度的关系（萨洛蒙曲线）………………………．．７磨粒上的作用力…＿……………………………………………………………．．８超高速平面磨削实验台……………………………………………………………………１５图１．２图２．１图２．２图２．３图２．４试验用ＫＩＳＴＬＥＲ磨削力测力仪……………………………………………．．１７磨削力测量系统示意图………………………………………………………………．．１８ＪＢ．４Ｃ精密粗糙度仪………………………………………………………………………１８Ｚ向磨削力信号示意图…………………………………………………………………．．１９Ｘ向磨削力信号示意图……………………………………………………………………１９图２．５图２．６图２．７图２．８图２．９图３．１图３．２图３．３磨削力的有效值…………………………………………………………．．２０磨削液对测力仪冲击力的信号图……………………………………………２０磨削过程中的磨削力示意图…………………………………………………．２ｌ砂轮线速度对单位面积法向磨削力的影响………………………………２４砂轮线速度对单位面积切向磨削力的影响………………………………２４工作台速度对单位面积法向磨削力的影响…………………………………．２５工作台速度对单位面积切向磨削力的影响…………………………………２５工作台速度对磨削力比的影响…………………………………………………………．２６图３．４图３．５图３．６磨削深度对单位面积法向磨削力的影响…………………………………．．２６图３．７图３．８磨削深度对单位面积切向磨削力的影响…………………………………………２７砂轮线速度对表面粗糙度的影响…………………………………………２８图３．９工作台速度对表面粗糙度的影响………………………………………………２８图３．１０磨削深度对表面粗糙度的影响……………………………………………２９图４．１图４．２图４．３磨削深度口口－Ｄ．０６ｍｍ的表面粗糙度响应面………………………………３６工作台速度ｖｗ＝３ｍ／ｍｉｎ的表面粗糙度响应面……………………………．．３６砂轮线速度ｖｓ＝１４０ｍ／ｓ的表面粗糙度响应面……………………………．３７ＶＩＹＧ８硬质合金高速磨削工艺实验及优化研究附表索引表２．１硬质合金ＹＧ８材料性能表………………………………………………．．１５表２．２砂轮参数…………………………………………………………………．１６表２．３砂轮修整参数………………………………………………………………１６表２．４硬质合金ＹＧ８试验１工艺方案（树脂结合剂金刚石砂轮）………………２１表２．５表４．１硬质合金ＹＧ８试验２工艺方案（树脂结合剂金刚石砂轮）………………２２磨削参数及其水平表…………………………………………………………３３表４．２实验方案设计………………………………………………………………３４表４．３实验结果…………………………………………………………………．．３５ＶＨＲ法向磨削力切向磨削力工作台速度砂轮线速度磨削深度％％即６磨削宽度垂直方向磨削力表面粗糙度砂轮当量直径应力强度因子临界断裂韧性Ｅ如丸Ｋ疋Ｚ金属比切除率Ｐ当量参数高校教师硕士学位论文主要符号索引法向磨削力与垂直方向夹角最大未变形切屑厚度与砂轮形貌有关的常数临界切深砂轮直径弹性模量水平方向磨削力比磨削能随机误差能量释放率临界能量释放率单位时间的金属磨去量口‰铷％以足￡瓯∥昂单位磨削力ＶＩＩＩ高校教师硕士学位论文第１章绪论随着现代加工制造技术的迅速发展，在磨削领域里出现了高效、高速磨削加工工艺。所谓高效磨削，是指加大磨削负荷或提高砂轮线速度，增加单位时间的金属比切除率Ｚ’和单位时间的金属磨去量Ｑ’，以达到和车削、铣削那样高的金属去除率，甚至更高。高速磨削是高效磨削的一种，指通过提高砂轮线速度来提高磨削去除率和表面质量的高效磨削。因为具有高的金属切除率，并且还能获得较好的工件表面粗糙度和精度，高速磨削成为一种有能力和车削、铣削等加工方法相竞争的高效加工工艺。随着现代磨削技术的发展和高速数控磨床在生产中的广泛应用，高速磨削加工工艺在机械加工领域内必将占有愈来愈重要的地位…。１．１高速磨削概述１．１．１高速磨削特点高速磨削是一种高效而经济地生产出高质量零件的现代加工技术，一般砂轮线速度ｖ，高于４５ｍ／ｓ时就属于高速磨削。随着制造技术的发展，难加工材料（如硬质合金、钛合金等）在各机械领域日益广泛应用，然而，采用普通磨削加工这些难加工材料存在磨削力大，磨削温度高，砂轮易损耗，磨削比低、加工零件表面质量差等缺点，因而制约了这些材料在工业界的大批量应用。高速磨削由于磨削速度提高，大大改善了磨削加工中存在的诸多问题，使磨削加工业得到了迅猛发展。该技术被国际上认为是“现代磨削技术的高峰’＇【２１。高速磨削具有下列优点【３・６】：（１）加工效率高。加工效率比普通磨削提高几倍甚至几十倍，从而大大缩短加工时间，降低加工成本，节约生产场地。（２）工件表面加工精度高。由于磨削速度高，导致磨削力减小，使磨床．砂轮．工件这一系统受力变形小，零件加工精度得到提高，表面粗糙度随之下降。（３）可减少砂轮磨损，大幅度延长砂轮寿命。（４）可改善工件表面完整性，在使用大磨削用量和具有极高材料磨除率下，磨削表面热损伤较小。（５）易于实现对超硬材料和各种难加工材料的加工。由于高速／超高速磨削可以塑性变形形式产生磨屑，使硬质合金等硬脆材料不再完全以脆性断裂的形式破坏，同时对硬质合金、钛合金等难加工材料也会在高应变率的作用下改善磨削性能。ＹＧ８硬质合金高速磨削Ｔ艺实验及优化研究１．１．２高速磨削技术地位及作用磨削加工是各类机械产品制造加工的关键工序。传统磨削对工件表面加工余量小、效率低，往往只作为机械加工的最后一道工序，以保证工件获得较高的精度和较低的粗糙度。随着先进制造技术的迅速发展，以时间驱动为重要特征的市场竞争的加剧，产品更新换代速度的加快，传统磨削正在发生极其深刻的转变，从而推动了磨削技术及其超硬材料的迅速发展。现代磨削技术，不仅能获得好的加工精度和表面粗糙度，而且具有很高的比金属切除率，可与车铣等切削加工方法相匹敌【７Ｊ。高速磨削技术的发展使磨削的加工效率和加工精度不断提高，也使磨削的加工能力和加工范围日益扩大；同时使机械加工成本降低，从而对机械产品的质量、可靠性、生产周期以及经济效益产生更深远的影响，为实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产、并为取得理想的技术经济效益打下重要的基础。高速磨削技术的应用，将促进机械加工生产方式的根本性转变，同时也引发市场对高速磨削装备的大量需求。机械加工业特别是汽车、内然机、航空航天、国防和工具等行业正广泛采用高速磨削技术。高效／高速磨削在机械加工中将占有愈来愈重要的作用。１．１．３高速磨削国内外技术现状进入上世纪９０年代以来，随着ＣＢＮ砂轮在磨削中的大量应用，磨削机理的深人研究，先进制造技术的迅速发展以及各项相关技术的逐步成熟，高速磨削技术正在不断推进和发展。各国投入大量的人力和物力研究各种磨削新工艺和新装备，磨削装备向高效率、高精度和高柔性的方向发展，并且逐渐取代传统的磨削工艺和装备，其主要技术现状和发展趋势是【３。５】：１．国内外高速和超高速磨削装备技术现状近年来高速磨削在国外发展迅速。１９７０年美国的本迪克斯公司曾生产了９１ｍ／ｓ切入式高速磨床。１９９３年，美国的ＥｄｇｅｔｅｋＭａｃｈｉｎｅＣｏｒｐ．首次推出了超高速磨床，该磨床采用单层ＣＢＮ砂轮，圆周速度达到了２０３ｍ／ｓ，用以加工淬硬的锯齿等，金属切除率大大提高。欧洲高速磨削技术的发展起步早，高速和超高速磨削以德国领先，日本在这方面后来居上。欧洲的ＣｕｅｈｒｉｎｇＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｋａｐｐ，Ｓｃｈａｕｄｔ，Ｓｔｕｄｅｒ等公司，日本的三菱重工业、丰田工机，英国的ＥｄｇｅｔｅｄＭａｃｈｉｎｅＣｏｒｐ公司等先后对高速磨削进行了深入的研究，迅速突破并实现了Ｋ＝１５０～２５０ｍ／ｓ的工业应用，在实验室则线速度已达到４００ｍ／ｓ甚至５００ｍ／ｓ，并且已推出超高速磨床，有的还形成了系列化产品。目前，实际应用中，高速磨削和精密磨削最大磨削速度在２００＂－＇２５０ｍ／ｓ之间。在我国，湖南大学在高速／超高速磨削机理与装备方面的研究处于领先地位，２高校教师硕上学位论文自上世纪７０年代起，湖南大学一直在开展高速磨削研究，先后进行了６０＂－－－８０ｍ／ｓ、ｌ００ｍ／ｓ、１２０ｍ／ｓ高速磨削实验，并在国内首次提出了冷激铸铁的以磨代车高效磨削工艺，加工效率比传统磨削提高３．８倍，２００２年，湖南大学研制出我国第一台最大砂轮线速度达３１４ｍ／ｓ的超高速数控平面磨床。高速和超高速磨削正日益成为现代磨削的主要发展趋势。２．高速深磨技术的发展高速深磨由于磨削速度高、磨削深度大，该技术能越过产生磨削热损伤的极限带，并且随着磨削用量的进一步加大，不仅不会使热损伤加剧，反面会使其不再发展，这一发现开拓出一个广阔的高速磨削新领域。德国Ｋａｐｐ公司的高速深磨，砂轮线速度％达到２００ｍ／ｓ，工件进给速度１，ｗ达２００ｍｍ／ｓ，金属切除率达２００ｍｍ３／ｓ．ｍｍ，可以一次磨出２０ｍｍ的深槽，且不会烧伤工件。德国的高速深磨磨床已应用于曲轴、丝杆、齿轮泵和刀具的制造加工，德国的ＲＢ６２５夕１＂圆磨床，由毛坯一次直接磨成曲轴，Ｎｕ５３４磨床以１２５ｍ／ｓ的砂轮线速度，快进给一次磨出钻沟、金属切除率可达１６４ｍｍ３／ｓ．ｍｍ。３．高硬度、高热稳定等高性能磨料磨具的使用立方氮化硼（ＣＢＮ）被美国机械工程师学会（ＡＳＭＥ）誉为“过去半个世纪提高工业生产率的最大贡献之一”、“ＣＢＮ砂轮导致了磨削的革命”。它的应用为磨削技术开辟了新的应用领域，高速ＣＢＮ磨削为精密成型（近净成型）工件的一次性加工提供了最佳加工手段，大大缩短工件特别是淬硬材料、难加工材料的加工工序，提高加工质量和加工效率。４．高速磨削技术在特殊功能新材料及难加工材料的应用随着材料制备技术的发展，工程陶瓷、单晶硅、光学玻璃、硬质合金等硬脆材料获得广泛应用，同时对机械加工业提出了挑战，对高硬度磨料采用高速／超高速磨削技术进行加工几乎成为唯一的加工手段。第４２届国际生产工程研究学会年会（ＣＩＲＰ．ＧＡ）的磨削委员会主题报告中就曾明确指出：对耐热合金等难加工材料的高效磨削，应该是超高速磨削的重要应用领域。５．高效／高速磨削技术通过与先进工艺装备的结合，已经形成优质、高效、高柔性的制造单元和系统，并将逐渐取代传统磨削工艺和设备随着先进制造技术的发展，制造业向ＦＭＳ，ＣＩＭＳ，ＩＭＳ等高度自动化方向迅速发展，自然要求磨削装备柔性化和自动化。上世纪８０年代后期，美、日、德等国相继成功开发了各种磨削加工中心，工业机器人磨削也有很大的发展，如挪威使用Ｍｕｌｔｉｃａｔｆ５６０型机器人磨肖｜ｊ螺旋桨叶片曲面，德国使用工业机器人对大型模具三维曲面进行抛磨，包括更换磨具在内的全部工作均自动完成。在工业发达国家磨削加工中心在磨削领域中已占领了稳固阵地，有的已发展到柔性磨削生产线。６．建立了高效／高速磨削加工智能化专家系统以及发展磨削自适应控制技术３ＹＧ８硬质合合高速磨削Ｔ艺实验及优化研究目前英国利物浦大学和Ｏｓａｌ．ＡＢ公司正在合作研究这方面的课题，此外磨削过程的在线多点尺寸控制和几何形状等精度控制、砂轮自动化平衡等也是近期研究的热点。７．进行磨削装备产业结构调整，提高高效／高速磨削装备的产量由于磨削加工能力的提高和范围的扩大，西方一些国家把磨削作为机械加工的主要工序，磨削装备正在成为金属切削机床中的主导产品，金属切削机床产品的构成比例发生了很大变化，工业发达国家金属切削机床与磨床拥有量的构成比是１：０．２５，在美国，磨床数占金属切削机床总数的３６％，在德国金属切削机床产量前三位分别是：铣床、磨床、车床，随着高效／高速磨削技术的发展，该比例还会继续增长。８．磨削仿真技术的产生和发展有限元加工仿真最早始于上个世纪５０年代。在这五六十年的发展历程中，建模方法由原来简单的剪切平面法发展到现在较复杂的二维和三维有限元方法，由基本的弹塑性理论发展到现在的大变形塑性理论，运算能力也由最初的小型矩阵迭代计算发展到现在基于计算机的隐式运算和显式运算。现代的有限元分析技术可以同时解决刀一屑接触面的应力平衡方程、热传导方程以及热一弹塑性控制方程等问题，可以比其他方法更细致地揭示金属切削过程的本质。在上世纪４０年代之前，对于金属切削性能的工艺规划都是基于修改工厂车间已经获得的试验结果来进行的，这些操作就是那个时代的工艺方法。而对于材料性能的细节比如应力、应变、应变率、微裂纹定位以及切屑温度等都没有做过任何的尝试性了解和探求。因此在上世纪五十年代之前切削性能仍然被视为切削基本原理的全部内容【Ｉ６１。．．磨削加工是靠砂轮表面随机排列的大量磨粒完成的，每一个磨粒均可近似地看作是一把微小的切削刃，砂轮则可以看作是大量微观切削刃构成的铣刀，因此可以说磨削是高速运动的“微刃切削刀具”一磨粒的微量切削而形成的累积效应，从本质上属于切削加工。从微型刀具一磨粒的几何结构看，其负前角大，后角小，切削刃角为钝角或钝圆。绝大多数磨粒切削刃是在大负前角条件下对工件进行高速切削，切削深度小。磨粒的大负前角切削、较大的刃口钝圆半径、较高的切速和较小的切削深度是磨削过程的重要特点。因此磨削仿真技术的发展是以金属切削仿真技术的发展为基础。最早的金属加工模型是由学者Ｐｉｉｓｐａｎｅｎｔｌ。７】于１９３７年提出来的，这是一个比较理想化的卡片运动模型。将稳定切削过程中切屑的形成形象地描绘成一叠卡片随着刀具的运动而沿着前刀面滑动的过程，此模型夸大了应变的不均匀性，假设剪切发生在一个绝对的平面上，忽略了积屑瘤的存在以及无法解释切屑卷曲和刀一屑接触长度等问题，但是这个模型对稳态切削的形象表达给了后来的学者很多启示。４高校教师硕士学位论文基于此，第一个金属加工过程的分析模型由著名学者Ｍｅｒｃｈａｎｔ［１８以９１于１９４１年提出。这是一个剪切角模型，他认为切屑的成形过程是一个基于区域非常集中的剪切过程并分析了剪切角和刀具前角的关系。在这之后，有不少的学者观察到并不是所有的切削过程都是这样的，如果工件相对较软并且在切削之前没有经过预应变强化，剪切区就是一个稍宽的饼形域；而当刀尖圆弧半径和未变形切屑厚度相当的时候，剪切区就是一个更宽的区域。１９５１年Ｔｒｉｇｇｅｒ和Ｃｈａｏ［２０】在分析模型中考虑了切削过程中因塑性变形和摩擦而产生大量热的问题，由温度的升高而导致了材料性质的变化。Ｏｘｌｅｙ／２卜２２１在以上的模型中引入了应变率硬化的作用，使得材料模型更加合理。Ｋｕｄｏ［２３］研究出刀一屑之间的接触关系是导致切屑卷曲的原因，并且基于这个理论建立了切屑卷曲模型，但他的模型使用了刚塑性材料并且忽略了热的影响。最先将有限元技术引入金属加工过程建模的是美国伊利诺斯大学的Ｂ．Ｅ．Ｋｌａｍｅｃｋ［２４１，他运用三维有限元模型分析了切屑形成的最初阶段，同时系统地介绍了金属切削中切屑形成的原理。而后的美国北卡罗来那州立大学的Ｍ．Ｒ．Ｌａｊｃｚｏｋｌ２５】在他的博士学位论文中将有限元方法应用于切削加工中的主要问题研究，初步分析了切削工艺。第一个热力耦合材料本构关系的雏形是日本学者Ｕｓｕｉ提出的。Ｕｓｕｉ［２６’２７】第一次将低碳钢的流动应力假设为应变、应变率以及温度的函数，并模拟出了连续切削中的积屑瘤，并在刀一屑接触面上使用库仑摩擦模型，将正应力、切向应力和摩擦系数之间的关系引入模型。Ｋ．１ｗａｔａ［２８】建立了一个典型的刚塑性有限元模型，但由于刚塑性模型不考虑弹性变形，所以没有残余应力的结果。Ｊ．Ｓ．Ｓｔｒｅｎｋｏｗｓｋｉ和Ｊ．Ｔ．Ｃａｒｒｏｌｌ［２９Ｊ提出了一个简化的正交切削模型，对平面应变情况使用了修正的拉格朗日刚度方程，并采用了基于等效塑性应变的切屑分离准则和弹塑性的工件和刀具。美国Ｏｈｉｏ州立大学的Ｔ．Ａｌｔａｎ教授与意大利Ｂｒｅｓｃｉａ大学的Ｅ．Ｃｅｒｅｔｔｉ［３０。３ｌ】对金属加工工艺进行了大量的研究。他们用二维有限元方法分析了正交切削中的切屑形成过程，模拟了斜角切削过程，得到了切屑中应力与应变的分布；并经过二次开发，采用有限无技术模拟出了锯齿状切屑的形成过程。美国克里弗兰州立大学的Ｔ．Ｏｚｅｌ［３２１等利用有限元仿真技术得到了工件的应变、应变率和温度等参数并依据这些参数得到了工件的流动应力公式。１．１．４我国高速磨削技术发展重点及主要研究内容根据国内外高速磨削加工技术发展的现状及未来发展趋势的分析，结合我国在高速磨削领域技术上与国外的差距，未来十年我国高速磨削技术发展的重点及主要研究内容是１３弘＂ｊ－一．５ＹＧ８硬质合金高速磨削Ｔ艺实验及优化研究１．基础技术开展对高速磨削的磨削参数、磨削现象、轮廓运动等方面的机理研究，对超高速砂轮、新型砂带、加工工艺条件与参数优化进行试验研究，并结合最优化算法实现磨削工艺条件最优化，开展对新型磨削方法等方面的研究，结合磨床动态特性、热特性进行试验分析研究，找到控制与防止各种缺陷产生的办法和措施。２．磨床结构开展对高精度、高刚性、高热刚度、高稳定性的主轴系统研究，进行高刚度、高稳定性、高耐磨性的支承部件、精密导向副、进给反馈系统砂轮自动平衡及砂轮修正与补偿技术、热变形控制补偿技术、机床的高刚性和高抗振性技术、高重复定位精度及高分辨率技术等方面的研究。３．机床现代设计及制造技术将高速磨削机理研究和计算机辅助工程设计ＣＡＥ结合，建立高效磨削基础研究的理论体系、设计准则和依据，对磨削过程的磨粒与工件的相互作用、磨削力、应力分布及工艺参数进行动态仿真优化设计，对磨床的高速主轴、总体动力学、工作特性和加工精度进行有限元分析、模态分析和动态仿真，解决高速重载下的关键部件主轴系统和进给系统等优化设计问题，使机床的工艺设计和结构设计以可视化的虚拟状况显示出来，以迅速地获得最经济、最优化、最合理的设计方案，同时将开展对机床的并行工程设计、安全设计、绿色设计、可靠性设计、人机工程与造型设计，ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＩＤ／ＣＡＥ集成技术等方面的开发研究。４．高速／高效的磨削加工专家系统该系统的开发是为适应多品种、少批量生产方式下，优化磨削过程、保证磨削加工质量的一种有效手段，它包括磨削数据库、磨削基本规则库、识别单元和推理单元等技术方面的研究。５．磨削装备柔性化、自动化超高速磨削的主轴转速和进给速度非常高，要求控制系统和数字伺服驱动系统应具超高速响应特性，进给驱动系统应具有很高的控制精度和动态响应特性，所以有必要开展对高精度数控系统和伺服系统的研究，自动实时监控磨削加工过程，解决磨削过程信号识别、信息采集、数据处理、反馈补偿等软件开发技术问题，这些都是实现高效磨削装备自动化的主要基础条件；在此基础上继续开展对磨床的模块化设计制造，以及对磨削加工中心、工业机器人的研究也是我国实现磨削装备自动化的主要发展方向。６．磨削工具作为高速／超高速磨削用砂轮，应能承受超高速回转时的离心力，要求磨粒高度耐磨损，动平衡精度高，高速回转时在周围强气流扰动下不发生振动，以及在大离心力及气流摩擦作用下变形小；所以必须对高速磨削超硬磨料砂轮、砂轮平６高校教师硕士学位论文衡及其监测与控制等方面进行深入研究。１．１．５高速磨削机理简介１．高速／超高速磨削理论的提出在普通的切削速度范围内，切削温度和切削速度几乎成正比。当切削速度进一步增大，超过临界速度’，ｃ时，切削温度经过极限温度后逐渐降低，所以如果能越过临界速度而在高速、超高速区进行工作，则有可能控制生产中因温度过高而引起的工件表面烧伤，并且还能大幅度提高生产效率。这一高速、超高速理论是由德国切削物理学家Ｃａｒｌ．Ｊ．Ｓａｌｏｍｏｎ于１９３１年提出的。Ｓａｌｏｍｏｎ的这一理论给后人非常重要的启示，并且奠定了高速、超高速切削加工的理论基础。例蠢ｌ速廑ｖ，《耐撑畦ｒｔ｝图１．１切削速度变化和切削温度的关系（萨洛蒙曲线）一‘一・一２．高速／超高速中磨削参数对磨削力等的影响机理。在Ｓａｌｏｍｏｎ理论的基础上，高速、超高速磨削机理理论得到了迅速的丰富和断磨削状态，评价材料可磨削性能。在实际工作中常把磨削力作为指导磨床设计的因素，或改进磨削工艺的参考。可以用最大未变形切屑厚度ｈ用盯来简单说明高一．ｋ％卧玎（１．１）由上式可知，砂轮线速度提高，单位时间内通过磨削区的磨粒数增加，最大７应用。由于磨削力比较容易控制与测量，因此在工艺实验研究时常用磨削力来诊速／超高速中磨削参数对磨削力等的影响机理。Ｐ为当量参数（ｅ＞Ｏ）。式１．１中，；Ｖｗ为工作台速度；Ｋ为砂轮线速度；口口为磨肖Ⅱ深度。以。为砂轮当量直径；未变形切屑厚度减小，磨削力相应减小，同时最大未变形切屑厚度的减小还可减缓砂轮损耗，降低磨削后工件表面粗糙度。而且在高速磨削时，如果保持最大未变形切屑厚度不变，在提高砂轮线速度的同时，可适当加大工件进给速度或磨削深度，即采用高速深磨方式，作用在单颗磨粒上的磨削力和宏观磨削力基本不变，ＹＧ８硬质合金高速磨削工艺实验及优化研究可在工件表面粗糙度和磨削比基本相当的条件下大幅度地提高加工效率。在高速磨削中，最大未变形切屑厚度是影响磨削加工过程中的一个重要因素，但是在高速特别是超高速磨削中，磨削区材料的成屑、变形和摩擦机制，以及传热条件都发生了复杂的变化，因此，对高速磨削机理的研究还需考虑其他许多因素，其中尤为重要的是磨削过程中传热机制【３‘７１。本文主要分析单位面积磨削力。单位面积磨削力是磨削工件时作用在单位切削面积上的主切削力，用Ｃ来表示，单位为Ｎ／ｍｍ２。磨削力的计算在实际工作中很重要，一般是用磨削力的计算公式来估算，或者用实验的方法来确定。但试验方法测定磨削力工作量大，因此通过建立理论模型来找出准确通用的计算公式是最有效的。下图为作用在磨粒上的作用力分布图：Ｃ’图１．２磨粒上的作用力由上图，在ｘ—ｘ截面内作用在磨粒上的切削力以为：ｄＦ，＝Ｆ。ｄ。ＣＯＳ０ＣＯＳ妒材（１．２）式中：Ｆ口为单位磨削力（Ｎ／ｍｍ２）；以为砂轮直径（ｍｍ）；０为磨粒半项锥角；罗为切削力方向与Ｘ方向的夹角。设图中磨粒为具有一定锥角的圆锥，中心线指向砂轮的半径，且圆锥母线长度为Ｐ，则接触面积为：ｄ，４：要ｐ２ｓｉｎ鲥ｙ将式１．３代入式１．２得ｄＣ：ｉ１（１．３）ｐ２‘ｓｉｎｐｃ。ｓ秒ｃ。ｓ徊少（１．４）８高校教师硕上学位论文因为：ａＦｔ＝峨ｃｏｓｔｇｃｏｓｙａＦ．＝皿ｓｉｎＯ（１．５）则伺：犯２圭ｐ２‘ｓ访秒ＣＯＳ２觚ｓ归沙］识：ｉ１户２‘ｓｉｎｚ秒ｃ。ｓ臼ｃ。ｓ徊∥ｊ（１．６）因此作用于整个磨粒上的磨削力为：乓＝垂》ｙ＝三以咖胁阳７７／＂＾－－２咖口％＝乓挚一２‘ｓｉｎ２８ｃｏｓｔ９＝Ｆｐａｓｍ秒协口，ｊ（１．７）晶后磨削力的Ｈ－笪公式为：ｆ＝虬气２专虬ｃ口；ｓｉｎ矽］一，Ｅ＝Ｎａ％＝虬‘口；ｓｉｎＳｔａｎＯｊ卜（１．８）显然，若能通过试验测得Ｒ、Ｒ，就可以求出一定磨削条件下的单位磨削力；１．２硬质合金概述１．２．１硬质合金材料特性及应用硬质合金是由高硬度的ＷＣ颗粒和相对韧性较好的结合剂组成的复合材料，因而其具有良好的机械性能，它的主要特性有如下几个方面：（１）硬度高硬质合金是由硬质极高的金属碳化物所组成，其自身就具有（２）耐磨性好硬质合金的耐磨性很好，这与它的化学成份和组织结构有（３）强度高硬质合金的抗弯强度在９００＂－－２７００Ｍｐａ之间，抗压强度约为１００～５６００Ｍｐａ，当粘结剂的含量增加，其抗弯、抗压强度就越高，当粘结剂的９若知道了一定条件下的单位磨削力，也同样可以推算出磨削力的大小。很高的硬度，又由于硬质合金的红硬性好，在很高的温度下硬度也不容易降低，因而硬质合金的加工性能很差。关，而且硬质合金的碳化物晶粒越细，其耐磨性就越好。３含量达到５％时，其抗压强度值达最大，但如粘结剂含量继续增加，则强度反而下降。ＹＧ８硬质合金高速磨削Ｔ艺实验及优化研究（４）热膨胀系数小硬质合金的热膨胀系数约为普通钢材的５０％。（５）脆性大硬质合金的脆性非常大，而且温度对其影响很小。常温时，其冲击韧性是退火刚的Ｉ／９，高温时，是刚的几百分之一。硬质合金的冲击韧性随着合金中的粘结剂含量的增加而提高，也随着碳化物颗粒的增大而提高。硬质合金具有一系列优良的性能，用途非常广泛，随着现代加工业技术的发展，其用途还将不断扩大。它的主要用途有：（１）切削工具：我国的切削工具硬质合金材料用量占硬质合金总产量的三分之一，它可用作各式各样的切削用工具。（２）模具：随着模具行业的迅速发展，硬质合金也日益广泛地应用于模具零件。如拉丝模、冷镦模、热锻模、成形冲模等。（３）耐磨零件：因为硬质合金具有高的耐磨性能，使得它在喷嘴、导轨、柱塞、轮胎防滑钉等耐磨零件的生产上广泛应用。（４）耐高温高压腔体：由于硬质合金强度高、热膨胀系数小，所以硬质合金经常应用在生产金刚石用的顶锥、压缸等受高温高压的零件上。（５）其它用途：另外硬质合金还广泛地应用于航天航空、地质矿山工具和民用领域。１．２．２硬质合金加工现状硬质合金良好的机械性能使得其在工业中广泛应用，如做切削刀具、矿山钻头、模具以及其他设备零件。但是硬质合金良好的机械性能也使加工造成很大困难，并且加工成本提高，对机床的质量要求也高，这些都制约了硬质合金广泛应用。硬质合金的传统加工方法就是利用粉末冶金技术直接进行烧结而成。这种加工方法需要制作模具、粉末研磨、粉末固结、粉末压铸和成型、烧结预制、烧结、烧结后处理等工序。所以如果进行单件小批量生产，这种用粉末烧结的方法就非常昂贵，而且费时。例如硬质合金轧辊，加工就更加困难，硬质合金轧辊属于大制品范畴，它在烧结的过程中变形很大，为了提高毛坯的合格率，所以轧辊毛坯的余量一直很大，最大的有超过十几个毫米。从毛坯到精坯的重量损失平均有１０％左右，这要消耗大量的金刚石砂轮、人力和能源。这样就迫切需要一种能对硬质合金直接进行切削加工的方法。近年来，学者们对硬质合金的加工做了大量的研究。（１）由于材料的磨削比与材料的硬度、延展性、断裂韧性等力学性能有关，许多学者对硬质合金的微观结构硬度之间的关系进行研究发现硬质合金的硬度与钻的含量、ＷＣ颗粒的大小有关。还有学者研究了钴含量不同的硬质合金对应的不同的微观结构和不同的耐磨性。有些研究表明，在一定的条件下，刮擦工件表面得到的耐磨性能相似。这种刮擦试验表明，磨粒与ＷＣ颗粒的大小比例决定了１０高校教师硕十学位论文材料的去除性能。。（２）在精密磨削中，硬质合金的微观结构对加工的表面粗糙度没有影响，但是对磨削引起的残余应力有很大的影响。并且增大ＷＣ颗粒的粒度或减少钴的含量，硬质合金加工过程中的残余应力会随之增大。研究还发现，硬质合金的磨削过程中残余应力主要集中在工件表层。（３）有研究表明，硬质合金中粉末的颗粒较细时，材料去除的时候以塑性去除为主，颗粒较粗的时候由于颗粒容易从结合剂中脱离则以脆性去除为主。有学者对硬质合金的延性切削做了一定的研究，研究表明，在延性切削与脆性切削之间存在一个过渡区域，而这一区域与刀具的几何形状、工件材料的性质以及切削参数有关。还有学者对硬质合金的缓进给磨削、以及对砂轮的磨损进行了研究，研究发现，进给速度增大，砂轮磨损增大，工件表面粗糙度也增大；砂轮线速度增大，砂轮磨损减少，工件表面粗糙度下降。高速磨削和“硬切削”是公认的最经济的加工方法，将有效地降低加工成本、减低有效消耗。但是目前硬质合金的加工理论以及不同牌号的硬质合金本身的被加工性能研究为国内空白；国内的硬质合金产品的加工缺乏具体的针对性强的理论支撑；磨削液注入困难，易造成烧伤；在磨削过程中容易产生裂纹和微裂纹；所以针对硬质合金的加工研究仍是一件任重道远的事情。１．２．３硬质合金加工机理的研究现状硬质合金因具有良好的机械性能，如高硬度、耐磨性好、延展性好等，使得它的使用性能大大提高，但正是由于这些优良的性能，特别是硬度高，脆性大使得硬质合金加工机理与其它金属材料也有着显著的区别，在现代硬质合金加工理论中，一般用断裂韧性和断裂强度表征其材料属性。在硬质合金常规加工中，材料以断裂方式去除为主，其加工机理的研究都是建立在断裂力学基础上的。在硬质合金的超精密加工中，材料以塑性方式去除为主，材料的去除机理是从微观角度来分析研究。目前，研究状况基本可分两个方面。１．有限元断裂力学法最早研究脆性断裂中裂纹不稳定传播的是Ｇｒｉｔｆｆｉｈｔ。１９２０年，他提出裂纹和材料强度的关系。现在的线性断裂力学，本质上和他的理论是一致的。在硬质合金的去除过程中，裂纹扩展的方向和大小，决定着加工表面质量【３８Ｊ。为此，引用线性断裂力学理论，分析硬质合金加工过程中的脆性破坏机理，即根据被加工材料的特性参数和切削条件，建立载荷作用下产生初始裂纹的材料去除模型，然后，利用有限元方法，分析随着刀具作用力的作用而产生的加工应力，求出能判别材料裂纹扩展的能量释放率Ｇ和应力强度因子Ｋ，当Ｇ和为匿过被加工材料的临界能量释放率ＧＤ和临界断裂韧性赶时，刀具尖端处裂纹开始扩展，材料将以裂纹扩展ＹＧ８硬质合合高速磨削工艺实验及优化研究方式去除或残留裂纹方式去除。２．压痕断裂力学法压痕断裂的基本模型与Ｇｒｉｆｆｉｔｈ－Ｉｒｗｉｎ断裂力学相结合。压痕断裂力学法，它将磨粒与工件相互作用，比作局部的压痕过程，它对裂纹的成核、形成以及扩展、复杂的弹塑性区应力场分布，以及最终导致断裂的应力和能量条件进行研究【３９１。１．３选题背景与意义随着科学技术和工业的发展，对机械产品及其零部件使用性能的要求越来越高，例如，要求材料比强度高、耐高温、能承受复杂应力、耐腐蚀等；在这些新型材料中，许多是难加工材料，例如硬质合金，它具有一系列优良的物理机械性能，因此在航空、航天、化工等工业部门中得到了广泛的应用。然而，硬质合金在磨削时磨削力大，磨削温度高，磨削表面粗糙度大，表面完整性差，这些都制约了难加工材料硬质合金的使用和发展。因此提高难加工材料（硬质合金）的磨削加工性和表面完整性是我国机械加工研究的一个重要方面。高速磨削加工技术是先进的制造技术，它可以大幅度地提高难加工材料生产效率和加工质量，并降低成本，实施高速磨削是加工超硬、难切的硬质合金材料的优选加工工艺。在我国现有条件下，大力加强高速磨削加工技．术的研究、推广和应用，对提高我国机械制造业的加工水平和加快新产品开发具有十分重要的意义。如今超硬材料的应用日益广泛，磨削加工作为一种高精度加工技术，近年来，应用范围不断扩展，已成为一种可以和其它任何加工方法相匹敌的工艺，其发展方向已在高效、精密及超硬磨料等领域形成齐头并进、相互关联的趋势。在这其中，由于磨削加工具有精密加工的属性，以及超硬磨料的出现与发展，扩大了磨削加工应用范围，并为促进高速磨削发展创造了更佳的条件，因此，高速磨削工艺的发展就显得尤为重要和迫切，而提高磨削加工效率特别是难加工材料（如硬质合金）的磨削效率一直是磨削领域所关注并为之不懈奋斗的重要目标。本课题正是这样的背景下产生的。１．４本文的主要研究内容目前国内外虽对高速磨削技术及硬质合金加工理论进行了深入研究，取得了较系统的成果，但在硬质合金的高速磨削工艺及参数优化方面的研究尚不充分。针对此，本文主要开展以下研究内容：（１）为探索硬质合金的高速磨削工艺，对硬质合金材料ＹＧ８建立高速磨削试验，并分析砂轮磨削深度、砂轮线速度、工作台速度等磨削工艺参数对磨削力、磨削力比、表面粗糙度的影响规律。１２高校教师硕上学位论文（２）应用响应面法对磨削表面粗糙度进行回归分析研究，建立基于响应面法的表面粗糙度的预测模型；（３）通过实验，在研究和分析的基础上，为硬质合金高速磨削工艺参数的选取提供依据。１．５论文的章节安排．第一章首先介绍了高速磨削概念及加工特点、国内外技术现状及发展状况：其次对硬质合金材料的性能、应用和加工研究现状进行了概述，并对磨削机理进行了分析；接着对本课题的选题背景以及主要研究内容进行了介绍。第二章设计了硬质合金高速磨削的工艺试验，介绍了本次试验的试验设备、条件，磨削力信号的采集以及工艺试验方案的设计。第三章通过对第二章的试验结果进行分析，探究砂轮线速度、工作台速度、磨削深度对磨削力及表面粗糙度的影响。第四章进行了三因素三水平实验设计，应用响应面法对磨削实验数据进行了回归分析，建立了基于响应面法的表面粗糙度一阶响应预测模型；第五章对本课题的实验结果进行了总结，对硬质合金高速磨削的发展方向进行了探讨。１３ＹＧ８硬质合金高速磨削Ｔ艺实验及优化研究第２章ＹＧ８硬质合金高速磨削工艺试验方案磨削过程中工件材料的去除是磨粒和工件材料干涉的结果，磨粒切刃和工件的干涉与砂轮、工件的几何形状以及运动关系有关。而磨削过程中磨粒与工件材料的干涉作用是通过磨削力、磨肖【ｆ表面形貌和残留损伤等形式表现出来。因此，对于上述信息的获取，是了解磨削机理和损伤机理的主要手段【４０－４２１。高速磨削技术是采用较高的砂轮线速度的一种磨削技术，高速磨削工艺与传统磨削方式有很大差别，表现出许多不同于普通磨削方式的特殊性，与以往的磨削经验和理论存在很多差异【４¨５１，而高速磨削参数的选择在磨削加工中是关键因素。为了深入探讨ＹＧ８硬质合金材料高速磨削技术的磨削机理，本文进行了硬质合金的高速磨削工艺试验，测量了各种工况下的磨削力信号，工件表面粗糙度，力图通过优化加工参数的选择（砂轮线速度、工作台速度、磨削深度）和对磨削力及其相关物理量的综合研究，最大限度地改善表面质量和提高材料去除率，为硬质合金高效／高速磨削研究提供参考。试验一对硬质合金ＹＧ８材料在金刚石砂轮高速磨削条件下的磨削力进行了研究，通过分别改变砂轮线速度Ｋ、磨削深度ａ。和工作台速度ｖ，．，来观察磨削力随磨削参数变化的情况。除了磨削力信号的采集，试验后工件磨削表面粗糙度的测量也是本次研究的一个重要环节。工件表面形貌是指加工后表面的微观几何形状或形貌，通常用表面粗糙度来表示，表面粗糙度是反映磨削加工表面质量和加工精度的重要参数。工件磨削表面粗糙度的测量，对于分析磨削参数的变化对工件表面质量的影响、获得最佳磨削加工参数、实现磨削工艺参数优化有着重要意义。同时，本文还进行了试验二，基于硬质合金ＹＧ８材料的不同砂轮线速度１，＂磨削深度口。和工作台速度ｖ．．．，下的试验数据，对实验数据进行了回归分析研究，建立了一个基于响应面法的表面粗糙度预测模型，为硬质合金高速磨削表面质量的预测提供了依据。本章主要介绍试验的条件及设备、信号的采集与处理以及工艺试验方案，而试验结果及其分析将在后面章节中展开。２．１试验材料及其性能为了分析硬质合金材料磨削机理，本研究进行的是硬质合金高速磨削工艺试验。硬质合金具有良好的力学性能，它的主要原料是三氧化钨、钨粉、二氧化钛、钽（铌）粉、氧化钴及炭黑等，这些原料经过粉末混合并压制，形成一定尺寸的１４高校教师硕士学位论文压坯，再将压坯保持在一定的高温下，紧密接触后的粉末就会发生相互粘结并逐渐填满空隙，从而形成高密度合金，在烧结过程中碳化物形成骨架组织，因而硬质合金具有较高的强度和韧性等性能，在切削加工、模具、量具等方面得到了广泛的应用。本试验是针对硬质合金ＹＧ８材料进行试验，其材料性能如表２．１所示表２．１硬质合金ＹＧ８材料性能表２．２试验设备及条件２．２．１超高速磨削实验台图２．１超高速平面磨削实验台试验在湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心３１４ｍ／ｓ超高速平面磨削实验台上进行。该实验台主要技术参数为：主轴功率４０ＫＷ，最高转速２００００ｒ／ｍｉｎ，工作台面尺寸（宽×长）：１５０ｘ３５０ｍｍ，采用ＳＢＳ４５００动平衡系统对砂轮进行实时动平衡；工作台驱动电机功率为５ＫＷ。本试验台集成了计算机数控技术、高速电主轴技术和超高速磨削技术，在上面可以开展磨削速度达３１４ｍ／ｓ的难加工材料超高速磨削工艺试验、超高速精密磨削工艺试验、高效深磨工艺试验，属国际先进磨削设备。本机床主机为卧轴矩台拖板移动式，磨头体固定不动，横向进给机构固ＹＧ８硬质合金高速磨削Ｔ艺实验及优化研究定于工作台，垂直进给机构固定于横向进给机构上面，采用西门子８０２Ｄ四轴数控系统，能对机床的三个直线轴和磨头主轴（即Ｘ轴：工作台纵向驱动，Ｙ轴：拖板横向移动，Ｚ轴：台面垂直进给，ＳＰ轴：磨头主轴）进行单独控制或联动。磨削时能实现自动磨削循环，自动补偿砂轮修整量，砂轮有恒线速度控制。机床实现了机电一体化。试验台如上图２．１所示。２．２．２砂轮选用及其修整磨削加工中，砂轮的选择很重要，它对磨削表面的质量有重要的影响，因试验使用硬度极高的硬质合金ＹＧ８材料进行高速磨削加工，因此本试验采用了硬度也很大的金刚石砂轮。金刚石砂轮的结合剂一般有陶瓷结合剂和树脂结合剂两种，因树脂结合剂金刚石砂轮具有足够的强度和一定的弹性、自锐性好和抛光性能好等优点，在高速磨削加工中应用广泛，所以本试验采用的结合剂是树脂结合剂。本试验中使用的树脂结合剂金刚石砂轮参数如下表２．２所示：表２．２砂轮参数磨削过程中，砂轮工作表面的磨粒会逐渐磨钝，磨钝后磨削力将增大，磨削温度升高容易使加工零件发生烧伤等现象，同时砂轮钝化后工作表面的几何形状受到影响，使加工精度降低。为了使砂轮在使用中保持正确的形状和锐利性，需要对树脂结合剂金刚石砂轮进行整形和修锐。修整参数如下表２．３所示：表２－３砂轮修整参数修整至砂轮外圆跳动约为５～１０ｐｍ，修整后用２００＃氧化铝砂条对砂轮磨削表面进行修锐，每次进给深度为０．０２ｍｍ。而且修锐在每一组磨削试验前均要进行，并且使砂条被修锐砂轮所消耗的体积相当（每次砂条被去除体积约为２５００ｍｍ３），以保持磨削前砂轮状态的一致性。１６高校教师硕士学位论文２．２．３试验数据采集设备１．磨削力测量系统磨削中产生的磨削力不仅影响了被加工零件表面质量，而且对砂轮的使用寿命、机床的刚性有很大的影响，所以本试验中对这一重要的指标进行了测量和分析。本试验采用ＫＩＳＴＬＥＲ三相压电式晶体测力仪对硬质合金高速磨削过程的磨削力进行了测量，如下图２．２所示。整个测力仪由三部分组成：ＫＩＳＴＬＥＲ９２５７ＢＡ型三组件内置电荷放大器的压电晶体，ＫＩＳＴＬＥＲ５２３３Ａ１型配套的压电晶体测力仪控制器，ＫＩＳＴＬＥＲｌ５００８５型连接用配套电缆。图２．２试验用ＫＩＳＴＬＥＲ磨削力测力仪测力仪是根据石英晶体的压电效应原理制成，空间的任何方向的力作用在传感器上时，传感器便能自动的将力分解为相互正交的三个分力。石英晶体受力后产生的电荷经电荷放大器放大等处理后转变为电压信号，该电压信号的大小反映了施加到测力仪上的力的大小，根据事先标定的值就可得到相应的磨削力值。磨削力的测量系统示意图如下图２．３所示。磨削力可分为相互垂直的三个分力，沿砂轮切向的切向磨削力日、沿砂轮径向的法向磨削力Ｒ以及沿砂轮轴向的轴向磨削力凡，但在磨削中轴向磨削力凡较小，所以试验中将其忽略不计，只测量法向磨削力凡和切向磨削力Ｒ。ＹＧ８硬质合金高速磨削工艺实验及优化研究图２．３餍削力测量系统示意图２．表面粗糙度测量仪磨削加工一般为机械加工的最后一道工序，所以磨削加工后零件表面质量将直接影响零件的使用性能；表面粗糙度是表征表面质量的一个重要指标，本试验对硬质合金磨削加工表面的精糙度进行了测量和分析。本文的试验中；采用ＪＢ．４Ｃ精密粗糙度仪测量工件表面粗糙度尺口，如图２．４所示。该粗糙度仪采用高精度传感器，除可以对一般普通几何面进行测量外，还可以对凹面、一定角度的斜面进行高精度测量。试验中，试件的取样长度为３ｍｍ，在工件加工表面上沿垂直磨削方向，分别在三图２．４ＪＢ．４Ｃ精密粗糙度仪２．３磨削力信号的采集与处理本试验采集和研究的是硬质合金高速磨削过程中的静态磨削力。采用ＫＩＳＴＬＥＲ９２５７ＢＡ型压电晶体测力仪在磨削过程中实时测量磨削力的大小，放大器高校教师硕士学位论文灵敏度选择为２．５ｍｖ／Ｎ，使用高频采集磨削力信号，以免在数据采集阶段发生数据失真，采集频率为５０００ＨＺ。采集的垂直方向（机床坐标Ｚ方向）磨削力信号通过软件Ｍａｔｌａｂ进行观察，如下图２．５所示：ｌ芒ｔ＝＝：：＝＝＝＝＝＝：＝＝＝＝＝！＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝竺＝＝＝竺＝＝＝＝＝：￡————！＝＝：＝＝＝皇＝＝＝＝＝＝＝＝＝：＝＝竺＝竺＝兰竺＝丑＝三一图２．５Ｅ三三三三三三三三三三三三三Ｚ玉三三三三三三三二三Ｔｌｍ９Ｚ向磨削力信号示意图水平方向（机床坐标Ｘ方向）磨削力信号通过Ｍａｔｌａｂ观察如下图２．６所示：＠殴、ｌ｝Ｉ＋＋，：；：¨＿’ｉ。三霉ｆｉ：＾。，一。。盱；Ⅲ抽伽州悖“Ｆｓ＝∞。。｝ｌ臣ｉ＝二■——至＝■＿———ｏ＝ｙ■—＿Ｉ～ｒ∞一一ｒＴ９Ｅ三三三三三三三三三三三三三∑三三三三三三三三三三了７４Ｈ５＂，’”图２．６Ｘ向磨削力信号示意图采集的数据通过Ｍａｔｌａｂ进行计算和处理。因为高频干扰信号的周期相对于信号的波动周期（以砂轮旋转一周所需的时间为周期）较大，若取信号的有效值为磨削力数据则高频干扰的作用会正负抵消，所以在对磨削力数据信号的处理中，没１９ＹＧ８硬质合金高速磨削工艺实验及优化研究有对信号进行低通滤波处理，而直接取信号的有效值，如下图３．７所示。ｔ詈，山ＹＰ１・，・＝ｉ…；一Ｚ：屹Ｉ一。●：，’一一１＇ｆｓｉｇｌ（５９口００Ｋ４ｆｅａｔ．Ｆｓ＝５啊图２．７蜃削力的有效值试验当中测量的磨削力包括了磨削液对测力仪的冲击力，因此处理磨削力时要减去这部分力。为了避免磨削液冲刷对磨削力大小的影响，实验中磨削液的流量要保持一致。在一种工况条件下磨削完工件后，要测量此种工况下磨削液对测力仪的冲击力。测量是在相应的砂轮线速度、工作台速度以及工件磨削深度为零的条件下进行，测得的磨削力图形如图２．８所示。ｒｎｘｙ一１２０—２４００（１Ｇ０ｆｆＪ０ｘ３ｒｅａｌ．Ｆ；＝５０００）图２．８磨削液对测力仪冲击力的信号图通过时间对应关系找出与工件和砂轮相接触的磨削过程在相同时间内的磨削液对测力仪的冲击力的大小，从磨削力信号的读数中减去便得到真实磨削力的数值。由于磨削深度的变化，由测力仪测得的力不能直接作为真Ｊ下的磨削力，需经２０高校教师硕士学位论文过进一步的转化。图２．９所示为磨削时的磨削力示意图，凡和Ｅ为法向磨削力和切向磨削力，足和疋分别为由ＫＩＳＴＬＥＲ钡９力仪测得的ｘ向及Ｚ向磨削力，日为转角。很明显，由于磨削深度的增加，磨刃轨迹将拉长，同时砂轮与工件的接触长度也将变长，假设平均磨削力作用在砂轮与试件接触区域的中心，则实际的法向磨削力和切向磨削力应该根据式（２．１）进行计算。图２．９磨削过程中的磨削力示意图｛台２当豇ｎ９＋≥ｃ。ｓ９【Ｃ＝ＣｓｉｎＯ—Ｃｃｏｓ０式中，。（２．１）、７硭３ｃｏｓ卅（－一引Ｉ谚Ｊ（２．２）２．４工艺试验方案本试验采用ＳＹｏｌ水基磨削液，喷嘴采用湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心专利——封闭式Ｙ型喷嘴，供液压力８ＭＰａ，磨削方式为平面逆磨。为了研究硬质合金高速磨削条件下磨削力随磨削用量变化的情况，试验方案一采用分别改变砂轮线速度（４０～１６０ｍ／ｓ）、－ｒ作台速度（１～４ｍ／ｍｉｎ）和磨削深度（０．０４＂０．１０ｍｍ），获得了各种磨削条件下的磨削力及表面粗糙度值。试验一工艺方案及数据如下表２．４所示。表２．４硬质合金ＹＧ８试验ｌ工艺方案（树脂结合剂金刚石砂轮）编号１．１１－２４０，砂搿度８０，１２０，１２０１２０１６０工ｆ：搿度２ｌ，磨篇挚Ｏ．０４０．０４０．０４。０．０６，０．０８，０．１０２，２３，４１．３２１ＹＧ８硬质合金高速磨削工艺实验及优化研究为了获取最优的加工参数，还进行了试验二，对各种不同的工况进行正交试验，以期获得最小表面粗糙度的磨削加工参数。试验工艺方案如表２．５所示。表２．５硬质合金ＹＧ８试验２工艺方案（树脂结合剂金刚石砂轮）编号砂轮线速度（ｍ／ｓ）工件进给速度（ｍ／ｍｉｎ）磨削深度（ｍｍ）２．５本章小节本章主要介绍了ＹＧ８硬质合金高速磨削试验所采用的试件材料、实验设备，信号的采集与处理，以及相关检测仪器，并制订了实验工艺方案。高校教师硕十学位论文第３章磨削用量对磨削力、表面完整性的影响规律磨削力起源于工件与砂轮接触后引起的弹性变形、塑性变形、切屑形成以及磨粒和结合剂与工件表面之间的摩擦作用。磨削研究中，磨削力反映了磨削过程的基本特征，是研究磨削过程的重要参数，它与材料显微结构及性能、磨削用量、材料去除机理、砂轮特性、砂轮耐用度以及磨削液的选用、磨削表面粗糙度、磨削比能等均有直接关系，是评价材料可磨性优劣的重要指标。实践中，由于磨削力比较容易测量与控制，可通过测量磨削力来计算比磨削能、磨削力比，并来研究其磨削机理，监测砂轮磨损状况，及时修整或更换砂轮，因此磨削力的研究具有重要的理论价值和实际意义。磨削加工一般作为最终工序，其任务就是要保证零件能达到图样上所要求的精度和表面质量。磨削表面完整性是由表面粗糙度、加工硬化、残余应力、烧伤、裂纹等因数组成的，各因素之间有一定的关系。表面粗糙度增大，硬化层深度及程度增大，裂纹增加，残余应力增大。因此，必须通过控制磨削条件来提高磨削零件表面完整性。表面粗糙度是表征表面完整性一个重要的参数，所以研究表面粗糙度对提高零件表面精度有现实意义。本章通过磨削试验详细分析了砂轮线速度、工作台速度、磨削深度等磨削用量对磨削力、表面粗糙度的影响规律，得出磨削条件对磨削过程中硬质合金材料去除机理的影响规律。在磨削力的研究中，很多情况是通过研究单颗磨粒在磨削过程中所承受的载荷大小及其变化特点，来分析磨削过程中磨粒与工件材料间的相互作用机制。单颗磨粒磨削力的意义在于撇开了接触弧长对磨削力产生的影响，也即有效磨粒数对磨削力的影响，而单独考察微观尺寸下单颗磨粒与工件材料作用的程度。但这不是最准确、最有效的方法，首先它必须在实验条件能准确地模拟单颗砂轮磨粒状况下才是有效的，其次由于砂轮磨粒数量太多，并且每颗磨粒尺寸、形状不同以及磨粒分布的随机性都造成了磨削运动规律的复杂性，对单颗磨粒实验的研究不能准确模拟整个砂轮的磨削结果。因此，本文考虑的磨削力为单位面积磨削力，即磨削工件材料时作用在单位磨削面积上的磨削力。ＹＧ８硬质合金高速磨削Ｔ艺实验及优化研究３．１砂轮线速度对磨削力的影响７６５４３２ｌ－、＼一＼４０８０．＼ａｌＯ１２０１６０砂轮线速度（ｍ／ｓ）（加工条件：ｖｗ＝２ｍ／ｍｉｎ，ａｖ＝Ｏ．０４ｍｍ）图３．１砂轮线速度对单位面积法向磨削力的影响ＯＯＩｉ＾。星≥ｖＯＯＯＯＯ＼。＼＼－…ｒ’’……水＿“芎∞ｊ一一÷一…，…’彬…‘嗍一？…”…”÷＃？‘…？？’棚ｊ‘…ｏ铲ｔ。，”㈣“？≯唧。“婵＊“ｒ怖撬”∞；ｆ一—～＼一．：襄盥尽Ｓ娶阻遥辞０８０１２０砂轮线速度（ｍ／ｓ）（加工条件：ｖｗ＝２ｍ／ｍｉｎ，ａｖ＝Ｏ．０４ｍｍ）图３．２砂轮线速度对单位面积切向磨削力的影响图３．１、３．２显示了单位面积法向磨削力凡和单位面积切向磨削力Ｒ随砂轮线速度ｖ。变化的情况。由图３．１、３．２可以看出硬质合金ＹＧ８单位面积法向磨削力和单位面积切向磨削力随着砂轮线速度的增大都呈下降趋势。这是因为在切深口。及工作台速度ｙ，一定的情况下，提高砂轮线速度ｖ，意味着增加了单位时间内通过磨削区的磨粒数，使得最大未变形切屑厚度‰。减小，从而减小了单颗磨粒的切深，因而使磨削力减小。图３．１中单位面积法向磨削力和切向磨削力在１２０ｍ／ｓ处下降趋势趋于平缓，可以从两个方面来分析原因：一是当线速度增大到１２０ｍ／ｓ时，金刚石砂轮的钝化加剧，当砂轮磨钝后，磨粒顶部的磨钝平面逐渐增大，磨削力中的摩擦力部分也逐渐加大；二是通过对机床的不平衡量的测量和记录，当砂轮线速度增高校教师硕士学位论文加大１２０ｍ／ｓ时，机床不平衡量突然加大Ｎｏ．２６Ｉ＿ｔｍ，机床主轴的振动加大，因而影响了磨削力降低的趋势。３．２工作台速度对磨削力的影响，＿、‘～一。…’’ｏｊ？”一－”“７＇＾一一’７一。。…一‘：～．’’’：…‘～一…？：‘ｒ～…～：”％—一一一－・疆＼Ｚ－一Ｒ冀＝／／／恤．匡燃饕渲趟：昏●●●７一Ｉ２３４工作台速度（ｍ／ｒａｉｎ）（加工条件：ｖ，＝１２０ｍ／ｓ，ａｐ＝０．０４ｍｍ）图３．３工作台速度对单位面积法向磨削力的影响＾１．２ｌ“量＼ＺＲ葺：龆．叵尽Ｉ／／／２一一一一一Ｊ｜。髅遁翅：岳Ｏ３４工作台速度（ｍ／ｒａｉｎ）（／Ｊ日－ｒ条件：Ｖｓ＝１２０ｍ／ｓ，ａｐ＝０．０４ｍｍ）图３．４工作台速度对单位面积切向磨削力的影响图３．３、３．４显示单位面积法向、切向磨削力随工作台速度‰变化的情况。由图可以看出，法向磨削力和切向磨削力均随着工作台速度的增大而呈现上升趋势。可见增加工作台速度将使磨削力增加。这是因为增大工件速度即工作台速度ｖ。，金属切除率加大，使得单位时间内切屑厚度加大，每颗磨粒的切削厚度增大，磨ＹＧ８硬质合会高速磨削工艺实验及优化研究削力因而相应增加。在磨削深度０．０４ｍｍ时，工作台速度提高至Ｕ２ｍ／ｍｉｎ后，工作台速度对磨削力的影响趋于缓慢。提高工作台速度不仅可以减小比磨削能从而改善磨削条件，还可以大大提高磨削效率。Ｏ９８—～＼ｏ【工一、、Ｃ７６—卜＼～。邑５ｊ】ｏＲ：，｛ｃ２４３２ｌ０ｌＺ３４悔工作台速度（ｍ／ｍｉｒａ）图３．５工作台速度对磨削力比的影响图３．５反映了磨削力比随工作台速度ｖ。的变化情况。由上图可以看出，硬质合金ＹＧ８的磨削力比随着工作台速度的增加整体呈缓慢下降的趋势，这说明随着ｙ。的增大，法向磨削力增大的程度略小于切向磨削力的程度，即切向磨削力中滑擦耕犁作用产生的磨擦力增大较快。当工作台速度达至ｆ］３ｍ／ｒａｉｎ时，法向磨削力增大程度略高于切向磨削力；这说明当工作台速度较小时材料以滑擦和耕犁方式去除的材料较多，以成屑去除较少。而且图中也可以看出，硬质合金ＹＧ８的磨削力比‘很大。３．３磨削深度对磨削力的影响７６ｊ｜砥Ｐ～＋。？叩一’４■‘ｐ…７。‘一’？……４肺…～ｙ…“■…。。４，｜“４＋ｉ，…ｍ一”“＋。””；６ｆ１≯社２＾。量≥ｖ５４３２ｌ’。ｒ／／ｊ鼍镶▲、ｊ？ｊ聂氍星燃器目牮斟Ｏ０．０４ｔ・・～０．０６０．０８０．１磨削深度（姗）（加工条件：ｖｗ＝２ｍ／ｍｉｎ，ｖ。＝１２０ｍ／ｓ）图３．６磨削深度对单位面积法向磨削力的影响高校教师硕十学位论文ｊ”ｇ‘。…ｊ一’一’ｊ…”？。。。…“＋“～…ｊ？ｊ８………。。……。“‘一’＼Ｚ“？ｊ一……”…’“露。—／１▲●Ｒ专ｃ：墩・匡尽器陋翅番０．０４Ｏ．０６Ｏ．０８Ｏ．１磨削深度（咖）（加工条件：ｖ，＝２ｍ／ｍｉｎ，’，ｓ＝１２０ｍ／ｓ）图３．７磨削深度对单位面积切向磨削力的影响图３．６、３．７显示了当工作台速度为２ｍ／ｍｉｎ、砂轮线速度为ｌ２０ｍ／ｓ时，法向磨削力和切向磨削力与磨削深度的关系。由图中可以看出，在工作台速度和砂轮线速度一定时，随着磨削深度的加大，单位磨削力基本呈上升趋势。这是因为，磨削深度增大，使得单颗磨粒的最大未变形切削厚度增大，同时参加磨削的有效磨粒数增多，导致磨削力增大；同时磨削深度增加，磨削过程中砂轮粘结剂、磨屑、被磨工件之间的滑擦作用增大，因而磨削力增大。由图３．６也可以看出，法向磨削力Ｒ上升的过程中存在一个较小的波动，这一现象可以考虑以下因素：一是由于高速磨削下磨粒对工件材料的切削是一个高速冲击的过程，在此过程中产生了绝热剪切作用，即在高速冲击载荷下，应变率极高，材料的剪切变形接近于绝热过程，由于变形的瞬时性，变形过程中非弹性功所转化的热量来不及向周围传散，而在剪切区引起局部绝热温升，使材料软化，且软化作用超过了应变硬化和应变率强化作用，引起剪切带的形成和发展，使材料产生失稳破坏，即磨削深度增大，磨削温度升高，引起材料力学性能变化；另一方面，比较其它脆性材料如工程陶瓷的磨削过程，当磨削深度很小时，材料的去除是以脆性破裂和塑性变形两种方式的结合，当磨削深度加大时，材料的脆性破裂加大，法向磨削力在塑性区随切削深度的增加而增加，而当脆性断裂出现并加大时，磨削力则有所下降，并不断波动，因此磨削力主要是随塑性变形而呈规律变化１４引。由图３．６表明：对于脆性也非常大的硬质合金，在磨削过程中，随着磨削深度的增加，其脆性断裂加大，塑性变形影响变小，所以磨削力也产生了较小的波动。由此可见，磨削深度的增加一般也不会导致磨削力成倍增加，特别是超高速磨削条件下。ＹＧ８硬质合金高速磨削工艺实验及优化研究３．４磨削用量对磨削加工表面质量的影响磨削加工表面质量的含义可用表面完整性来概括。从加工质量观点来看，表面质量是指表面粗糙度、波度和表面层的物理力学性能；从表面完整性观点来看，表面质量是指表面粗糙度、波度、表面层的硬度等。其中表面粗糙度是反映零件表面微观几何形状误差的一个重要指标，一定的零件精度应有相应的表面粗糙度。图３．８、３．９、３．１０显示了表面粗糙度随砂轮线速度、工作台速度和磨削深度的变化情况：Ｏ４５．Ｏ４Ｏ．３５．Ｏ３Ｏ．２５．Ｏ２Ｏ．１５．Ｏ．●‘～～＼一ｌ一暑Ｔ型蜒囊旧秣０．０５Ｏ４０８０１２０１６０砂轮线速度（ｍ／ｓ）（加工条件：Ｖｗ＝２ｍ／ｍｉｎ，ａｐ＝Ｏ．０４ｍｍ）图３．８砂轮线速度对表面粗糙度的影响ＯＯＯ：；｝弘弛‘；７。“巧ＯＯ钙◆◆／◆——一？／３４们“含ｎ毯担囊陋擗ＯＯ．４２ｌ２工作台速度（ｍ／ｍｉｎ）（加工条件：ｖ，＝１２０ｍ／ｓ，ａｐＯ．０４ｒａｍ）图３．９工作台速度对表面粗糙度的影响高校教师硕士学位论文Ｏ．６Ｏ．５呈０．魁０．冀◆／／’０．０４０．０６弘僻０．Ｏ０．０８０．１磨削深度（ｍｍ）（加工条件：ｖｗ＝２ｍ／ｍｉｎ，ｖ，＝１２０ｍ／ｓ）图３．１０磨削深度对表面粗糙度的影响由图３．８、３．９、３．１０可以看出，在相同的工作台速度和磨削深度的情况下，ＹＧ８硬质合金磨削表面粗糙度随着砂轮线速度的增加而有所下降，工件表面精度提高，但在ｖ。为１２０ｍ／ｓ时却有所波动；在磨削深度和砂轮线速度一定时，表面粗糙度随工作台速度的增大而增大，表面质量恶化：在砂轮线速度和工作台速度一定时，表面粗糙度随磨削深度的增加而呈上升趋势，表面精度降低。这是因为增大砂轮线速度会使单颗未变形磨屑厚度减少，因而磨削表面质量得到改善，表面精度提高；而增大工作台速度和磨削深度，会使单颗磨粒未变形切厚屑度加大，导致磨削表面粗糙度增大，表面精度降低。由上图也可以看出硬质合金ＹＧ８材料在磨削时，磨削用量对表面粗糙度的影响规律不及塑性材料明显，其中磨削深度对表面粗糙度的影响较大。在图３．８中，砂轮线速度％大于１２０ｍ／ｓ时表面粗糙度产生了波动，而同样在图３．１、３．２（砂轮线速度对单位面积磨削力的影响图）中、砂轮线速度为１２０ｍ／ｓ时，磨削力随线速度增大而下降的趋势趋于平缓。通过对试验中主轴的不平衡量的测量，该试验中所使用的机床，当线速度达到１２０ｍ／ｓ时主轴振动加大，主轴的不平稳将对磨削力和表面质量产生影响，当机床主轴振动加大时，被加工零件表面精度降低。同时影响磨削加工表面粗糙度的因素除了磨削用量以外，还有工件材料的化学成分、砂轮特性、修整状况、磨削液等因素；而硬脆材料在磨削时绝大部分材料的去除是以脆性断裂为主，所以磨削用量的改变对硬质材料表面因磨削引起的磨痕变化不明显，所以对表面粗糙度的影响规律也不是很显著。３．５本章小结１．最大未变形切屑厚度对单位面积磨削力的影响很大，磨削力与之呈相同趋势的变化。砂轮线速度、工作台速度和磨削深度对单颗磨粒磨削力的影响都是通过最大未变形切屑厚度的影响实现的。ＹＧ８硬质合金高速磨削工艺实验及优化研究２．单位面积法向磨削力ｎ和单位面积切向磨削力厅随砂轮线速度％的增大，都呈比较明显的下降趋势。３．单位面积法向磨削力兄和单位面积切向磨削力Ｂ随工作台速度ｙ，．，的增大呈上升趋势。４．单位面积法向磨削力Ｒ和单位面积切向磨削力日随磨削深度ａ。的增大呈上升的趋势，但其上升过程中存在波动，经分析这是玩。、材料去除方式的改变、材料绝热剪切及软化、材料性能等因素共同影响的结果。５．高速磨削条件下，单位面积磨削力受磨削用量影响较大。在实际生产过程中，通常需要根据磨削的理论和经验来确定工艺方案。在考虑磨削工艺方案时，首先要考虑加工目标，以此来确定磨削用量。若要求高的比磨除率且对磨削表面质量要求不高，可选择较大的砂轮线速度和工作台速度，以及较大的磨削深度；若对表面质量要求较高，可选择较大的砂轮线速度和工作台速度、适中的磨削深度；若机床的功率供给较小，则尽量选用较小的磨削深度。６．在相同的工作台速度和磨削深度的情况下，表面粗糙度随着砂轮线速度的增加而有所下降，表面精度提高，但有所波动；在磨削深度和砂轮线速度一定时，表面粗糙度随工作台速度的增大而增大：在砂轮线速度和工作台速度一定时，表面粗糙度随磨削深度的增加而呈上升趋势。高校教师硕上学位论文第４章基于晌应面法的磨削表面粗糙度优化研究高速磨削参数的选择正确与否在磨削加工中起着关键作用。所以优化加工参数的选择（砂轮线速度、工件速度、磨削深度），以期最大限度地减少表面粗糙度，并最大限度地提高硬质合金材料去除率是磨削加工中的重点之一。为了最大限度地提高磨削表面质量，为磨削参数的优化选择提供依据，在本文中，基于硬质合金ＹＧ８材料加工过程中的实验数据，对表面粗糙度Ｒ口建立了一个基于响应面法的预测模型，为硬质合金磨削参数的优化选择提供依据。４．１表面粗糙度表面粗糙度，是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度，其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在１ｍｍ以下），用肉眼是难以区别的，因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响，主要表现在以下几个方面：（１）表面粗糙度影响零件的耐磨性；（２）表面粗糙度影响配合性质的稳定性；（３）表面粗糙度影响零件的疲劳强度；（４）表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性；（５）表面粗糙度影响零件的密封性；（６）表面粗糙度影响零件的接触刚度：（７）表面粗糙度影响零件的测量精度。国家标注规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距参数和综合参数组成。常用的表面粗糙度高度参数共有三个：（１）轮廓算术平均偏差Ｒ口；（２）微观不平度十点高度Ｒ：；（３）轮廓最大高度足ｙ。零件表面的表面粗糙度是评价机械加工质量的一个重要指标，也是衡量机床加工性能的一个重要指标。如何能够快速便捷地实现表面粗糙度的预测或者找出影响表面粗糙度的因素，一直是人们所关心的问题。在高速磨削加工参数中，如砂轮线速度、磨削深度、工作台进给速度的选择是决定所加工零件精度和表面质量的关键因素。对磨削参数的优化选择，许多专家学者作了大量工作，运用的方法主要有人工神经网络法、遗传算法、响应面法、模拟算法等。其中响应面法（ＲＳＭ）是数学方法和统计方法相结合的产物，采用合理的实验设计，研究因子与响应值之间、因子与因子之间的相互关系。常用来对表面粗糙度和磨削力进行预测。３ｌＹＧ８硬质合会高速磨削工艺实验及优化研究４．２响应面法许多工程问题的目标函数和约束函数对于设计变量经常是不光滑的或者具有强烈的非线性，这样，科学家和工程师都希望寻找新的高效可靠的数学规划方法以满足工程优化计算的需要。一个渐进近似的优化方法都能很好地解决这种既耗时又非光滑的优化问题，它就是响应面法（ＲｅｓｐｏｎｓｅＳｕｒｆａｃｅＭｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ，简称ＲＳＭ）。响应面法是数学方法和统计方法结合的产物，是用来对所感兴趣的响应受多个变量影响的问题进行建模和分析，其最终目的是优化响应值。由于ＲＳＭ把仿真过程看成一个黑匣子，能够较为简便地与随机仿真和确定性仿真问题结合起来，所以得到非常广泛的应用。在２０世纪５０年代，响应面法最先用于化学工业中，目的在于确定最优操作过程，之后广泛应用于生物学中。自２０世纪７０年代开始，被应用于食品工业。在其上三个领域的成功应用中，响应面法的理论也得到不断的完善和发展。近十多年来，由于统计学在各个领域中的发展和应用，ＲＳＭ的应用领域进一步拓宽，随着计算机性能的提高，ＲＳＭ得到了工程界的重视，频繁应用于解决各种工程问题。此外，在优化设计，可靠性分析、计算、动力学研究、工程过程控制等方面，也涉及到了响应面法的应用。ＲＳＭ响应面法的基本思想就是通过近似构造一个具有明确表达形式的多项式来表达隐式功能函数。从本质上来说，响应面法是一套统计方法，用这种方法来寻找考虑了输入变量值的变异或不确定性之后的最佳响应值。如果有许多因子，首先需要进行一个筛选试验以剔除不重要的因子，这可以通过分式析因设计（２ｋ－Ｐ，３ｋ－Ｐ设计）、Ｐｌａｃｋｅｔｔ．Ｂｕｒｍａｎ设计及非正规正交表等试验设计实现。如果研究初始阶段的因子较少，就不必实施筛选试验。第一阶段的主要目标是确定当前的实验条件或输入因子是接近响应面的最优位置还是远离这一位置。当实验部位远离响应面的最优部位时，如果响应适合于用自变量的线性函数建模，则近似函数是一阶模型：Ｙ＝Ｐｏ＋届五＋屐ｘ２＋屈屯＋…＋屈≮＋占（４．１）进行一阶设计估计出（４．１）的系数。拟合一阶模型主要采用的是正交一阶设计，正交的一阶设计包括了主效应不能互为别名的２。全因素设计和２ｂＰ部分因素设计，以及单纯形设计等。在五，ｘ２，…以的区域上采用最速降法搜索，以决定是继续进行一阶设计还是由于曲度的出现而更换二阶设计。当试验区域接近最优区域或位于最优区域中时，进入第二阶段。这一阶段的主要目的是获得对响应面在最优值附近某个小范围内的一个精确逼近并识别出最优过程条件。在响应面的最优点附近，宜采用高阶模高校教师硕｛：学位论文型来逼近响应面，如二阶模型：七七、ｙ＝属＋∑屈ｔ＋∑屈，＃＋∑∑岛薯心＋ｓ（４．２）Ｉ暑ｌｆ＝ｌｊ七式中：励，∥』，尾，…，仇一用最小二乘法估计的多项式系数；￡一随机误差。进行二阶设计估计出（４．２）的系数，二阶设计有很多种，中心复合设计（ＣＣＤ）和Ｂｏｘ．Ｂｅｈｎｋｅｎ设计（ＢＢＤ）是经典的二阶设计，对小规模实验还可以采用Ｋｏｓｈａｌ设计和Ｈｙｂｒｉｄ设计，此外，还可以采用Ａ．优化准则、Ｄ．优化准则、Ｇ．优化准则系列的设计方法。目前ＣＣＤ是用得最广泛的实验设计，这是因为ＣＣＤ具有一些良好的性质：（１）恰当地选择ＣＣＤ的轴点坐标可以使ＣＣＤ是可以旋转设计，为设计在各个方向上提供等精度的估计；（２）恰当地选择ＣＣＤ的中心点试验次数可以使ＣＣＤ是正交的或者是一致精度的设计，然后进一步确定最优点的位置。４．３实验方案设计４．３．１实验方案建立ＹＧ８硬质合金条件下表面粗糙度响应模型，需要在分析实验数据的基础上，寻找一阶、二阶或更高阶模型中的系数值。本实验首先使用三因素三水平析因设计，具体数据见表４．１，接着采用中心复合设计思想设计ｌ５组磨削实验，分别是工作台进给速度、砂轮线速度、磨削深度三个对磨削表面粗糙度影响最大的单个参数，每个因素包含了三个参数水平。引入式（４．３）对各磨削参数进行规范化。ｈ工＝————．＝————————一ｖ＇．．一Ｉｎ３０００１Ｉｎ４０００一Ｉｎ３０００Ｉｎｖ。一Ｉｎｌ２０Ｘ２２面高丽五：璺丝二竺竺：竺ｔ，４．３）．矗＝———＝—————一斗．ｊ，。ｈｌＯ．１０一ｌＩｌ０．０６磨削参数及其水平值见表４．１：表４．１磨削参数及其水平表各磨削参数、参数水平值及其编码值见表４．２：３３ＹＧ８硬质合金高速磨削工艺实验及优化研究表４．２实验方案设计４．３．２实验条件此实验在本论文中为实验二，主要是研究和建立磨削用量（砂轮线速度、工作台速度、磨削深度）与表面粗糙度之间的关系。所以首先要对试验材料进行高速磨削试验，然后再对磨削后的试件进行表面粗糙度的测量。实验中仍然采用湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心３１４ｍ／ｓ超高速平面磨削实验台，使用外径为３５０ｍｍ、宽为１０ｍｍ、粒度２４０＃树脂结合剂金刚石砂轮，对ＹＧ８硬质合金（１５ｘ７ｘ７．５ｍｍ３）进行高速磨削实验；实验后的工件采用ＪＢ．４Ｃ精密粗糙度仪测量工件表面粗糙度值Ｒ口。４．４实验结果与分析每次磨削加工完以后，为了减少误差和试验数据的精确，对磨削表面沿垂直磨削方向，分别在三个位置测量表面粗糙度尺口，然后取平均值。实验结果见下表４．３：高校教师硕一ｌｊ学位论文表４．３实验结果对以上实验数据采用回归分析程序进行数据处理，编写的回归分析程序见附录Ｂ，在ＭＡＴＬＡＢ软件上运行ｒｅｇｅｓｓ．ｍ回归分析程序。显著性水平设为ａｌｐｈａ＝０．０５，对实验数据进行规格化处理和矩阵变换，运行：【Ｂ，ＢＩＮＴ，Ｒ，ＲＩＮＴ，ＳＴＡＴＳ】２ＲＥＧＲＥＳＳ（Ｙ，Ｘ，ａｌｐｈａ）运算结果如下：Ｂ＝．．０．７６５８０．３３９２．０．０３７ｌＯ．３７８８ＳＴＡＴＳ＝０．８４３７３．４３５００．０５５７这样，可得到置信度为９５％的一阶响应模型：Ｙ＝一０．７６５８＋０．３３９２ｘｉ一０．０３７１ｘ２＋Ｏ．３７８８ｘ３（４．４）一阶响应模型月２值是０．８４３７，说明该一阶响应模型拟合效果较好。将式（４．３）代入式（４．４）后计算可得表面粗糙度的模型：Ｒｏ＝Ｏ．７４１９ｖｏ－０９７６Ｋ－４）．０１０７口口０・１螂（４．５）３５ＹＧ８硬质仑金高速磨削工艺实验及优化研究由回归分析后得到表面粗糙度模型可知，磨削深度对表面粗糙度的影响最大，工作台速度次之，随着砂轮线速度的增加，表面粗糙度略有所下降，下降趋势不明显。但实际实验结果，由于砂轮线速度的增加，主轴的振动会加大，表面粗糙度不一定会下降。图４．１为磨削深度ａｐ＝０．０６ｍｍ时的表面粗糙度响应面，由图可以看出工作台速度对ＹＧ８硬质合金高速磨削表面粗糙度的影响较大，砂轮线速度对表面粗糙度的作用不是很明显。■０．４７．０．４８豳０．４６．０．４７●Ｏ．４５．０．４６口０．４４—０．４５口０．４３一Ｏ．４４■０．４２。Ｏ．４３６０口０．４１．Ｏ．４２２２．３砂轮线速度３”、宣．詈４Ｖ，［ｍ／ｓ】４工怍台速度矿¨图４．１磨削深度ａｐ＝Ｏ．０６ｍｍ的表面粗糙度响应面图４．２为工作台速度ｖ。＝３ｍ／ｍｉｎ时的表面粗糙度响应面，图４．３所示为砂轮线速度ｖ。＝１４０ｍ／ｓ时的表面粗糙度响应面。从这两个图，可以看出ＹＧ８硬质合金高速磨削的表面粗糙度随磨削深度和工作台速度的提高而增加。ＯＯＯ０００．Ｏ３２０Ｏ６０曰●口口墨口Ｏ孓。弘厶卜ｎＯ●Ｏ・０４Ｏ．０６Ｏ．０８磨削深度ａｎ［ｍｍ】图４．２工作台速度ｖ。＝３ｍ／ｍｉｎ的表面粗糙度响应面３６高校教师硕士学位论文ｉ曰０．５—０．６●０．４—０．５口０．３．０．４口０．２．０．３—０．１．０．２０．１２口０－０．１８图４．３砂轮线速度’，，＝１４０ｍ／ｓ的表面粗糙度响应面采用响应面法得ＮＹＧ８硬质合金高速磨削表面粗糙度模型的响应值和实际磨削的表面粗糙度实测值非常接近，说明该模型的拟合效果较好。根据表面粗糙度模型可以得到影响ＹＧ８硬质合金高速磨削的表面质量的主要磨削工艺参数；可以根据高速磨削工艺参数，对ＹＧ８硬质合金的磨削表面粗糙度进行较精确的预测；也可以根据表面粗糙度模型来优化磨削工艺参数，以得到较好的磨削表面质量。另外，根据表面粗糙度模型，可以对本实验参数范围之外的表面粗糙度进行预测，为今后的实验选择磨削工艺参数及范围提供参考依据。４．５本章小结（１）基于响应面法，采用回归分析手段，建立了ＹＧ８硬质合金高速磨削的表面粗糙度的一阶响应模型。由表面粗糙度的响应模型可知磨削深度是影响硬质合金高速磨削时表面粗糙度的最主要因素，工作台速度（进给速度）的影响效应较小，而提高砂轮线速度能改善硬质合金磨削表面质量；工件表面粗糙度值随磨削进给速度、磨削深度的增加而提高，随砂轮线速度的增加而略有下降。（２）表面粗糙度响应模型的预测值与实测值非常接近，说明所建基于响应面法、建立以磨削进给速度、砂轮线速度、磨削深度等磨削参数为变量的硬质合金表面粗糙度响应模型拟合效果较好，不仅有助于分析各参数对表面粗糙度的影响规律，还可为磨削参数的优化选择提供依据。３７ＹＧ８硬质合金高速磨削］＿艺实验及优化研究第５章结论与展望本文以高速磨削为研究背景，以硬质合金为研究对象，在吸收国内外现有研究成果的基础上，进行了硬质合金高速磨削工艺试验，深入研究了硬质合金高速磨削中磨削用量对磨削力和表面粗糙度的影响规律，取得了以下研究成果：１．采用高速磨削工艺对硬质合金ＹＧ８材料进行磨削，可以有效地降低磨削力，提高硬质合金的磨削效率，并获得较好的表面粗糙度。２．高速磨削工艺参数对硬质合金加工中的单位面积磨削力影响较大；随着砂轮线速度１，。的增大，单位面积法向磨削力凡和单位面积切向磨削力Ｒ明显下降；单位面积法向磨削力凡和单位面积切向磨削力凡随工作台速度ｖ，．，的增大呈上升趋势；单位面积法向磨削力Ｒ和单位面积切向磨削力Ｒ随磨削深度ａ。的增大呈上升的趋势，但其上升过程中存在波动。３．硬质合金的磨削力比很大，磨削力比随着工作台速度的增加整体呈缓慢下降的趋势，这说明随着ｖ。的增大，法向磨削力增大的程度略小于切向磨削力的程度，当工作台速度达至Ｕ３ｍ／ｍｉｎ时，法向磨削力增大程度略高于切向磨削力；这说明当工作台速度较小时，材料的以滑擦和耕犁方式去除的材料较多，以成屑去除较少。４．硬质合金加工中，磨削用量（磨削深度、砂轮线速度、工作台速度）对表面粗糙度的影响规律不如其它塑性材料明显；在相同工作台速度和磨削深度的情况下，表面粗糙度随着砂轮线速度的增加而有所下降，但有所波动；表面粗糙度随工作台速度的增大而增大；随磨削深度的增加而呈上升趋势，这其中，磨削深度对表面粗糙度的影响最大。５．基于响应面法，采用回归分析手段，建立了ＹＧ８硬质合金高速磨削时的表面粗糙度一阶响应模型；由公式（Ｒｏ＝０．７４１９ｖ００９７６ｖ，－－．０。０１０７口０。。１９３５）可知磨削时磨削深度是影响硬质合金高速磨削时表面粗糙度的最主要因素。表面粗糙度一阶响应模型的预测值与实测值非常接近，此公式有助于分析各参数对表面粗糙度的影响规律，还可为磨削参数的优化选择提供依据。上述研究结论对硬质合金的高速磨削机理分析和实际磨削工艺参数选择具有一定的借鉴意义。但由于个人时间、实验条件等所限制，以下问题仍需进一步研究和完善：１．利用工件磨削的表面和亚表面的观测结果建立表面／亚表面损伤与磨削能、磨削温度、磨削力等的定量关系。２．如何控制硬质合金高效深磨过程中的表面损伤，减少磨削过程中的烧伤和３８高校教师硕＋学位论文裂纹，提高表面质量。此研究可结合磨削温度分析来进行。３．优化硬质合金磨削工艺参数，丰富试验数据，为硬质合金的高速深磨工艺参数优化积累经验。４．本实验采用多元一次回归分析得到的表面粗糙度模型，今后可以该表面粗糙度模型做进一步的分析，比如多元二次回归分析法，逐步回归分析法以便得到更精确更符合实际的表面粗糙度模型。ＹＧ８硬质合金高速磨削丁艺实验及优化研究参考文献【１】盛晓敏，邓朝晖，周志雄，吴耀．高效磨削技术发展前瞻［Ｊ】．湖南大学学报（自然科学版），１９９９，２６（２）：３９．４２【２】胡惜时．高效磨削及其应用［Ｊ】．内燃机配件，２００７，（３）：４７．５０【３】李岚．高效磨削浅谈［Ｊ】．磨床与磨削，１９９６，（１）：２９．３ｌ【４】严文浩．高效磨削工艺发展的趋势【Ｊ】．机械工程师，１９９５，（６）：２８．３１Ｇｒａｆ．无热损伤的高效磨削［Ｊ】．ＷＭＥＮ，２００７，（４）：９２．９５报，２００１，（７）：１０３－１０６床，２００４，（１１）：７７－７９版社，２００２，１８３—２１４大学，１９９９，３７．５９２】ＪｉｎＴ．ａｎｄＣａｉＧＱ．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌｔｈｅｒｍａｌｍｏｄｅｌｓｏｆｏｂｌｉｑｕｅｍｏｖｉｎｇｈｅａｔｓｏｕｒｃｅｆｏｒｄｅｅｐ・ｇｒｉｎｄｉｎｇａｎｄｃｕｔｔｉｎｇ【Ｊ】．ＡＳＭＥＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００１，１２３（１）：１８５・１９０３】ＪｉｎＴ．ａｎｄＣａｉＧＱ．Ｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｏｆｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｄｅｅｐｇｒｉｎｄｉｎｇ．Ｐｒｏｃ．ＯｆａｕｔｕｍｎｓｙｍｐｏｓｉｕｍｏｆＫｏｒｅａｎｓｏｃｉｅｔｙｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｅｏｕｌ，Ｋｏｒｅａ，Ｎｏｖ．１９９８：５８２．５８５４】ＪｉｎＴ．ａｎｄＣａｉＧ．Ｑ．Ｓｔｕｄｙｏｎｂｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｏｆｓｕｐｅｒ—ｈｉｇｈｓｐｅｅｄｇｒｉｎｄｉｎｇ：ＥｎｅｒｇｙｐａｒｔｉｔｉｏｎｔｏｗｏｒｋｐｉｅｃｅｉｎＨＥＤＧ，ＡＦＤＭ’９９一Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎａｄｖａｎｃｅｄｆｏｒｍｉｎｇａｎｄｄｉｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｐｕｓａｎ，Ｋｏｒｅａ，Ｓｅｐ．１９９９：２８５．２９０５】ＳｔｅｗａｒｄＪ．Ｏｎｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｈｉｇｈｓｐｅｅｄｇｒｉｎｄｉｎｇ【Ｍ】．Ｎｅｗｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎｇｒｉｎｄｉｎｇ．１９７２，１１０—１９１６】Ｍ．Ｃ．Ｓｈａｗ．Ｍｅｔａｌｃｕｔｔｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ（ＳｅｃｏｎｄＥｄｉｔｉｏｎ）［Ｍ］．ＮｅｗＹｏｒｋ：ＯｘｆｏｒｄＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，２００５，４７・７１上海：上海交通大学，２００８，１４．３６【５】Ｗａｌｔｅｒ【６】武志斌，徐鸿钧，姚正军，肖冰．高效磨削时磨削热问题的研究【Ｊ】．农业机械学［７】蔡光起，赵恒华，高兴军．高速高效磨削加工及其关键技术［Ｊ】．制造技术与机【８】艾兴．高效加工技术及其应用研究［Ｊ】．中国工程科学，２００２，２（１１）：８９．９３【９】Ｓ．马尔金．磨削技术理论与应用【Ｍ】．蔡光起，巩亚东，宋贵亮译．沈阳：东北大学出【ｌＯ】蔡光起．超高速磨削工艺技术［Ｊ］．机械工艺师，１９９５，（９）：４４．４８【１ｌ】金滩．高效深切磨削技术的基础研究【Ｄ】．【东北大学博士学位论文】．沈阳：东北【１【１【１【１【ｌ【１７】张东进．切削加工热力耦合建模及其试验研究【Ｄ】：【上海交通大学硕士论文】．高校教师硕上学位论文【ｌ８】Ｍ．Ｅ．ＭｅｒｃｈａｎｔＢａｓｉｃｍｅｃｈａｎｉｃｓｏｆｔｈｅｍｅｔａｌｃｕｔｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ【Ｊ】．Ｔｒａｎｓ．Ａｍ．Ｓｏｃ．Ｍｅｃｈ．Ｅｎｇｒｓ．１９４４，（６６）：１６８—１７５［１９】Ｍ．Ｅ．ＭｅｒｃｈａｎｔＭｅｃｈａｎｉｃｓ１９４５，（１６）：２６７・３ｌ８ｏｆｔｈｅｍｅｔａｌｃｕｔｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ【Ｊ】．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｅｎｇｒｓ．【２０］Ｋ．Ｊ．Ｔｒｉｇｇｅｒ，Ｂ．Ｔ．Ｃｈａｏ．Ａｎａｎａｌｙｔｉｃａｌｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｍｅｔａｌｃｕｔｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓ．ＡＳＭＥ，ｌ９５３，（７３）：５７—６８【２１】Ｗ．Ｂ．Ｐａｌｍｅｒ，Ｐ．Ｌ．Ｂ．Ｏｘｌｅｙ．ＭｅｃｈａｎｉｃｓＭｅｃｈ．Ｅｎｇｒｓ．，１９５９，（１７３）：６２３－６３８【２２】Ｐ．Ｌ．Ｂ．Ｏｘｌｅｙ，Ａ．Ｇ．Ｈｕｍｐｈｒｅｙｓｈａｒｄｅｎｉｎｇｉｎａｎｄｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｍａｃｈｉｎｉｎｇ［Ｊ］．Ｐｒｏｃ．Ｉｎｓｔ．Ａ．Ｌａｒｉｚａｄｅｈ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｔｒａｉｎ．ｍａｃｈｉｎｉｎｇ［Ｊ］．Ｐｒｏｃ．Ｉｎｓｔ．Ｍｅｃｈ．Ｅｎｇｒｓ．，１９６１，（１７５）：８８１．８９１ｎｅｗｓｌｉｐ・ｌｉｎｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓｆｏｒ【２３】Ｈ．Ｋｕｄｏ．Ｓｏｍｅｔｗｏ．ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｔｅａｄｙ．ｓｔａｔｅｍａｃｈｉｎｉｎｇ［Ｊ］．Ｉｎｔ．Ｊ．Ｍｅｃｈ．Ｓｃｉ，１９６５，（７）：４３－５５【２４】Ｂ．Ｅ．Ｋｌａｍｅｃｋ．ＩｎｃｉｐｉｅｎｔＣｈｉｐＦｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｍｅｔａｌｃｕｔｔｉｎｇ．ａｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｆｉｎｉｔｅｏｆＩｌｌｉｎｏｉｓａｔａｎａｌｙｓｉｓ【Ｐｈ．ＤＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ］．Ｕｒｂａｎａ：ＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ１９７３，Ｉ－１０Ｕｒｂａｎａ—Ｃｈａｎｐａｌｇｎ，【２５】Ｍ．Ｒ．Ｌａｊｃｚｏｋ．ＡｓｔｕｄｙｏｆＳｏｍｅａｓｐｅｃｔｓｏｆｍｅｔａｌｃｕｔｔｉｎｇｂｙｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔＳｔａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１９８０，１．２０ｍｅｔｈｏｄ【Ｐｈ．ＤＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ］．ＮＣ［２６】Ｅ．Ｕｓｕｉ，Ｋ．Ｍａｅｋａｗａ，Ｔ．ＳｈｉｒａｋａｓｈｉＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｂｕｉｌｄ—ｕｐｅｄｇｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｍａｃｈｉｎｉｎｇｏｆｌｏｗｃａｒｂｏｎｓｔｅｅｌ［Ｊ］．Ｂｕｌｌ．Ｊａｎ．Ｓｏｃ．Ｐｒｏｃ．Ｅｎｇ．，１９８１，１５（４）：２３７－２４２【２７】Ｅ．Ｕｓｕｉ，Ｔ．Ｓｈｉｒａｋａｓｈｉ．Ｍｅｃｈａｎｉｃｓｔｈｅｏｒｙ［Ｊ］．ｏｎ１３．３５ｔｈｅＡｒｔｏｆＣｕｔｔｉｎｇｏｆｍａｃｈｉｎｉｎｇｆｒｏｍｄｅｓｃｒｉｐｔｉｖｅｔｏｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅＭｅｔａｌｓ－７５ｙｅａｒｓｌａｔｅｒ＇ＡＳＭＥＰＥＤ，１９８２，（７）：【２８】Ｋ．１ｗａｔａ，Ｋ．Ｏｓａｋａｄａ，Ｙ．Ｔｅｒａｓａｋａ．Ｐｒｏｃｅｓｓｒｉｇｉｄ—ｐｌａｓｔｉｃｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｃｕｔｔｉｎｇｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｊ．Ｅｎｇ．Ｍａｔｅｒ．Ｔｅｃｈｎ０１．，１９８４，１０６：１３２．１３８ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｍｅｔａｌｃｕｔｔｉｎｇ【２９】Ｊ．Ｓ．Ｓｔｒｅｎｋｏｗｓｌｉ，Ｊ．Ｔ．Ｃａｒｏｌｌ．Ａ【Ｊ】．Ｊ．Ｅｎｇ．Ｉｎｄ．，１９８５，１０７：３４７—３５４【３０】Ｅ．Ｃｅｒｅｔｔｉ，Ｍ．Ｌｕｃｃｈｉ，Ｔ．Ａｌｔａｎ．ＦＥＭｃｈｉｐｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｃｕｔｔｉｎｇ：ｓｅｒｒａｔｅｄｍａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｐｒｏｃ．Ｔｃｃｈｎ０１．，１９９９，９５：１７．２６ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｕｓｉｎｇａ【３１】Ｅ．Ｃｅｒｅｔｔｉ，Ｃ．Ｌａｚｚａｒｏｎｉ，Ｌ．Ｍｅｎｅｇａｒｄｏ，Ｔ．Ａｌｔａｎ．Ｔｕｒｎｉｎｇｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎＦＥＭｃｏｄｅ［Ｊ］．Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｅｃｈｎ０１．，２０００，９８：９９．１０３ｏｆｗｏｒｋｐｉｅｃｅｆｌｏｗｓｔｒｅｓｓ【３２】Ｔ．Ｏｚｅｌ，Ｔ．Ａｌｔａｎ．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｃｈｉｐ－ｔｏｏｌｃｏｎｔａｃｔａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎａｔｔｈｅｆｏｒｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄｃｕｔｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｉｎｔ．Ｊ．Ｍａｔｈ．ＴｏｏｌｓＭａｎｕｆ．，２０００，．４０（１）：１３３—１５２【３３】李辉编译．国外高速磨削研究动态【Ｊ】．磨料磨具与磨削，１９９２，（４）：２３．２７ＹＧ８硬质合金向速磨削工艺实验及优化研究【３４】张晋红，吴凤林．有限元法及其应用现状．太原理工大学学报，２００７，（４）：７７．８０【３５】吴晓艳，赵文祥，王西彬．铁氧体陶瓷高效磨削技术研究［Ｊ】．工具技术，２００８，（４２）：３３—３６【３６】张国华，郭力．陶瓷材料高速高效磨削温度研究的进展【Ｊ】．精密制造与自动化，２００５，（４）：５５—５９【３７１黄根林．欧洲的ＣＢＮ超高速磨削加工技术．磨床与磨削，２００２，（４）：７．１０［３８】ＬａｊｃｚｏｋＭＲ．ＡＳｔｕｄｙＭｅｔｈｏｄ【Ｊ】．ＮＣｏｆＳｏｍｅＡｓｐｅｃｔｓｏｆＭｅｔａｌＣｕｔｔｉｎｇｂｙｔｈｅＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＳｔａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１９８０，ｌ・２０ｏｆＭａｃｈｉｎｉｎｇ－ｆｒｏｍＤｅｓｃｒｉｐｔｉｖｅｔｏＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅ【３９】Ｅ．Ｕｓｕｉ，Ｔ．Ｓｈｉｒａｋａｓｈｉ．ＭｅｃｈａｎｉｃｓＴｈｅｏｒｙ［Ｊ］．ＯｎＴｈｅＡｒｔｏｆＣｕｔｔｉｎｇＭｅｔａｌｓ・７５ＹｅａｒｓＬａｔｅｒ，１９８２，１３．３５ｗｉｔｈＥｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｅｄＤｉａｍｏｎｄｏｆｔｈｅ【４０】Ｔ．Ｗ．Ｈｗａｎｇ，“ＨｉｇｈＷｈｅｅｌｓ，ＰａｒｔＳｐｅｅｄＧｒｉｎｄｉｎｇｏｆＮｉｔｒｉｄｅａｎｄｌ：ＷｅａｒＷｈｅｅｌＬｉｆｅ”，ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎＡＳＭＥ．２０００，（１２２）：１２０－１２７［４１】Ｔ．Ｗ．Ｈｗａｎｇ，“ＨｉｇｈＷｈｅｅｌｓ，Ｐａｒｔｌ：ＳｐｅｅｄＧｒｉｎｄｉｎｇｏｆＮｉｔｒｉｄｅａｎｄｗｉｔｈＥｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｅｄＤｉａｍｏｎｄｏｆｔｈｅＷｅａｒＷｈｅｅｌＬｉｆｅ”，ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎＡＳＭＥ．２０００，（１２２）：９８・１０４【４２】ＢｉＺｈａｎｇ．Ｇｒｉｎｄｉｎｇｉｎｄｕｃｅｄｄａｍａｇｅｉｎｃｅｒａｍｉｃｓ，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ１３２，２００３，３５３－３６０【４３】黄红武．工程陶瓷高效深磨磨削力的形成机理研究［Ｊ】．厦门理工学院学报，２００８，（６）：８９．９３【４４】谢桂芝，黄红武，黄含等．工程陶瓷材料高效深磨的试验研究【Ｊ】．机械工程学报，２００７，４３（１）：２８．３【４５】Ｈｕａｎｇ１Ｈ，ＬｉｕＹＣ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓｏｆｍａｃｈｉｎｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｒｅｍｏｖａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆａｄｖａｎｃｅｄｃｅｒａｍｉｃｓｉｎｈｉｇｈｓｐｅｅｄｄｅｅｐｇｒｉｎｄｉｎｇ［Ｊ】．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌｓ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，２００３，４３（１）：８１１—８２３【４６】李伯民，赵波等．现代磨削技术．北京：机械工业出版社，２００３，（１）：４０４．４５０４２高校教师硕ｔ学位论文致谢首先感谢湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心，使我有机会从事硬质合金高速磨削这一领域的研究，并有幸在良好的试验设备条件和技术支持下完成本研究。感谢我的导师余剑武教授对我的关心、指导和帮助。他不仅以严谨认真的治学态度、严密求实的工作方法、亲切谦虚的教诲影响着我，而且在为人处世方面教导我热心豁达真诚。三年来我的进步和成绩，都离不开他的指导；并且他能在工作非常繁忙的时候，抽出时间来，认真地为我做研究方向上的把关、指导和进度上的督促，并为我的论文进行仔细的修改；衷心地感谢他对我的关心、为我付出的辛劳。感谢程敏硕士在工程中心实验室给予我帮助，使得我在试验部分进展顺利。最后，感谢我的家人和朋友，他们的支持永远是我前进的动力。谨以此文献给他们。周小灵２０１１年９月于长沙４３！ＩＩＩ，喜詈＝寡詈皇皇葛詈詈暑昌鼍暑暑鼍詈皇＝皇喜詈暑景暑詈詈詈詈皇詈墨暑詈皇喜詈＝詈詈詈＝暑皇＝＝暑＝＝皇墨皇！！詈＝皇詈皇篁！暑詈＝暑篁皇詈＝詈暑詈暑詈＝皇皇鼍鼍暑暑暑鲁置曹暑暑詈暑鼍詈詈詈詈詈量皇鲁昌詈詈皇昌詈皇皇ＹＧ８硬质合会高速磨削工艺实验及优化研究附录Ａ攻读硕士学位期间发表论文目录ＳｔｕｄｙｏｆＭａｃｈｉｎｉｎｇＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＹＧ８ｉｎＨｉｇｈＳｐｅｅｄ【１】余剑武，周小灵等．ＡＧｒｉｎｄｉｎｇ．ＫｅｙＥｎｇｉｎｅｅｒＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１１，４８７：１０８－１１２高校教师硕十学位论文附录Ｂ多元线性回归数据处理程序Ｆｉｌｅｎａｍｅ：ｒｅｇｒｅｓｓ．ｍｆｕｎｃｔｉｏｎ［ｂ，ｂｉｎｔ，ｒ，ｒｉｎｔ，ｓｔａｔｓ】＝ｒｅｇｒｅｓｓ（ｙ，Ｘ，ａｌｐｈａ）％ＲＥＧＲＥＳＳＭｕｌｔｉｐｌｅｌｉｎｅａｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｕｓｉｎｇｌｅａｓｔ％％％％ｓｑｕａｒｅｓ．ｂ＝ＲＥＧＲＥＳＳ（ｙ，Ｘ）ｒｅｔｕｒｎｓｔｈｅｖｅｃｔｏｒｏｆｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ，ｂ，ｉｎｔｈｅｌｉｎｅａｒｍｏｄｅｌｖｅｃｔｏｒＹ＝Ｘｂ，（Ｘｉｓａｎｎｘｐｍａｔｒｉｘ，Ｙｉｓｔｈｅｎｘｌｏｆｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ）．ｔｈｅｉｎｐｕｔ，ＡＬＰＨＡ【Ｂ，ＢＩＮＴ，Ｒ，ＲＩＮＴ，ＳＴＡＴＳ】＝ＲＥＧＲＥＳＳ（ｙ，Ｘ，ａｌｐｈａ）ｕｓｅｓ１％ｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅ％％％００（１・ＡＬＰＨＡ）ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅｉｎｔｅｒｖａｌｓｆｏｒＢａｎｄｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｖｅｃｔｏｒ，Ｒ，ｉｎＢＩＮＴａｎｄＲＩＮＴｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅｖｅｃｔｏｒＳＴＡＴＳｃｏｎｔａｉｎｓｔｈｅＲ—ｓｑｕａｒｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｏｎｇｗｉｔｈｔｈｅＦａｎｄＰｖａｌｕｅｓｆｏｒｔｈｅｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ．ａ％ＴｈｅＸｍａｔｒｉｘｓｈｏｕｌｄｉｎｃｌｕｄｅ％ｃｏｎｔａｉｎｓａｃｏｌｕｍｎｏｆｏｎｅｓＳＯｔｈａｔｔｈｅｍｏｄｅｌｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｒｍ．ＴｈｅＦａｎｄＰｖａｌｕｅｓａａｒｅｃｏｍｐｕｔｅｄｕｎｄｅｒ％ｔｈｅａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｔｈａｔｔｈｅｍｏｄｅｌｃｏｎｔａｉｎｓｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｒｍ，ａｎｄｔｈｅｙ％％ａｒｅｎｏｔｃｏｒｒｅｃｔｆｏｒｍｏｄｅｌｓｗｉｔｈｏｕｔａｃｏｎｓｔａｎｔ．ＴｈｅＲ・ｓｑｕａｒｅｖａｌｕｅｉｓｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｓｕｍｏｆｓｑｕａｒｅｓｔｏｔｈｅｓｑｕａｒｅｓ．％ｔｏｔａｌｓｕｍｏｆｉｆｎａｒｇｉｎ＜２，ｅｒｒｏｒ（’ＲＥＧＲＥＳＳｅｎｄｒｅｑｕｉｒｅｓａｔｌｅａｓｔｔｗｏｉｎｐｕｔａｒｇｕｍｅｎｔｓ．＇）；ｉｆｎａｒｇｉｎ一２，ａｌｐｈａ＝Ｏ．０５；ｅｎｄ％Ｃｈｅｃｋｔｈａｔｍａｔｒｉｘ（Ｘ）ａｎｄｌｅｆｔｈａｎｄｓｉｄｅ（ｙ）ｈａｖｅｃｏｍｐａｔｉｂｌｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ【ｎ，Ｐ】２ｓｉｚｅ（Ｘ）；【ｎｌ，ｃｏｌｌｈｓ】＝ｓｉｚｅ（ｙ）；ｉｆｎ～＝ｎ１，ｅｒｒｏｒ（’Ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｅｎｄｉｆｃｏｌｌｈｓ～＝ｌ，ｏｆｒｏｗｓｉｎＹｍｕｓｔｅｑｕａｌｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｒｏｗｓｉｎＸ．’）；ｅｒｒｏｒ（’Ｙｍｕｓｔｂｅａｖｅｃｔｏｒ，ｎｏｔａｍａｔｒｉｘ’）；４５ＹＧ８硬质合金高速磨削工艺实验及优化研究ｅｎｄ％Ｒｅｍｏｖｅｍｉｓｓｉｎｇｖａｌｕｅｓ，ｉｆａｎｙｗａｓｎａｎ＝（ｉｓｎａｎ（ｙ）Ｉａｎｙ（ｉｓｎａｎ（Ｘ），２））；ｉｆ（ａｎｙ（ｗａｓｎａｎ））ｙ（ｗａｓｎａｎ）＝【】；Ｘ（ｗａｓｎａｎ，：）＝【】；ｎ＝ｌｅｎｇｔｈ（ｙ）；ｅｎｄ％Ｆｉｎｄｔｈｅｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓｓｏｌｕｔｉｏｎ．【Ｑ，Ｒ】２ｑｒ（Ｘ，Ｏ）；ｂ＝Ｒ＼（Ｑ嶂ｙ）；％Ｆｉｎｄａｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅｉｎｔｅｒｖａｌｆｏｒｅａｃｈｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｘ％ＤｒａｐｅｒａｎｄＳｍｉｔｈ，ｅｑｕａｔｉｏｎ２．６．１５，ｐａｇｅ９４ｉｆ（ｓｉｚｅ（Ｒ，１）＞＝ｓｉｚｅ（Ｒ，２））ＲＩ＝Ｒ＼ｅｙｅ（ｐ）；ｘｄｉａｇ＝ｓｑｒｔ（ｓｕｍ（（ＲＩ．・ＲＩ）’，１））’；Ｔ＝Ｘ幸ＲＩ；ｅｌｓｅｘｄｉａｇ＝ＮａＮ宰ｏｎｅｓ（ｓｉｚｅ（ｂ））；Ｔ＝ＮａＮ奉ｏｎｅｓ（ｓｉｚｅ（ｙ））；ｅｎｄｎｕ２ｍａｘ（０，ｎ—ｐ）；％Ｒｅｓｉｄｕａｌｄｅｇｒｅｅｓｏｆｆｒｅｅｄｏｍ％Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄｒｅｓｐｏｎｓｅｓａｔｅａｃｈｄａｔａｐｏｉｎｔ．ｙｈａｔ＝Ｘ％；ｒ＝Ｙ－ｙｈａｔ；ｉｆｎｕ～＝Ｏｒｍｓｅｅｌｓｅ２％Ｒｅｓｉｄｕａｌｓ．ｎｏｒｍ（ｒ）／ｓｑｒｔ（ｎｕ）；％Ｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅｅｒｒｏｒ．ｒｍｓｅ＝Ｉｎｆ＇；ｅｎｄｓ２＝ｒｍｓｅ＾２；ｉｆｎａｒｇｏｕｔ＞＝２％Ｅｓｔｉｍａｔｏｒｏｆｅｒｒｏｒｖａｒｉａｎｃｅ．ｔｖａｌ＝ｔｉｎｙ（（１一ａｌｐｈａ／２），ｎｕ）；ｂｉｎｔｅｎｄ％ＣａｌｃｕｌａｔｅＲ—ｓｑｕａｒｅｄ．２【ｂ－ｔｖａｌ・ｘｄｉａｇ・ｒｍｓｅ，ｂ＋ｔｖａｌ・ｘｄｉａｇ幸ｒｍｓｅ］；高校教师硕十学位论文ｉｆｎａｒｇｏｕｔ＝＝５，ＲＳＳ＝ｎｏｒｍ（ｙｈａｔ—ｍｅａｎ（ｙ））＾２；％Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｓｕｍｏｆｓｑｕａｒｅｓ．ＴＳＳ＝ｎｏｒｍ（ｙ－ｍｅａｎ（ｙ））＾２；％Ｔｏｔａｌｓｕｍｏｆｓｑｕａｒｅｓ．ｒ２＝ＲＳＳ／ＴＳＳ；％Ｒ－ｓｑｕａｒｅｓｔａｔｉｓｔｉｃ．ｉｆ（ｐ＞１）Ｆ＝（ＲＳＳ／（ｐ一１））／ｓ２；％ＦｓｔａｔｉｓｔｉｃｆｏｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｅｌｓｅＦ＝ＮａＮ；ｅｎｄｐｒｏｂ＝１一ｆｃｄｆ（Ｆ，Ｐ・１，ｎｕ）；％Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｓｔａｔｓ＝【ｒ２Ｆｐｒｏｂ］；％Ａｌｌｔｈａｔｒｅｑｕｉｒｅｓａｃｏｎｓｔａｎｔ．Ｄｏｗｅｈａｖｅｏｎｅ？ｉｆ（－ａｎｙ（ａｌｌ（Ｘ＝＝１）））％Ａｐｐａｒｅｎｔｌｙｎｏｔ，ｂｕｔｌｏｏｋｆｏｒａｎｉｍｐｌｉｅｄｃｏｎｓｔａｎｔ．ｂ０＝Ｒ＼（Ｑ“ｏｎｅｓ（ｎ，１））；ｉｆ（ｓｕｍ（ａｂｓ（１－Ｘ吣Ｏ））＞ｎ・ｓｑｒｔ（ｅｐｓ））ｗａｒｎｉｎｇ（ｓｐｒｉｎｔｆ（【ｔＲ—ｓｑｕａｒｅｉｓｎｏｔｗｅｌｌｄｅｆｉｎｅｄｕｎｌｅｓｓＸｈａｓ’…’ａｃｏｌｕｍｎｏｆｏｎｅｓ．＼ＩａＴｙｐｅ”ｈｅｌｐｒｅｇｒｅｓｓ”ｆｏｒ’…’ｍｏｒｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．＇】））；ｅｎｄｅｎｄｅｎｄ％Ｆｉｎｄｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｅｒｒｏｒｓｏｆｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｓ．％Ｇｅｔｔｈｅｄｉａｇｏｎａｌｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅ”Ｈａｔ”ｍａｔｒｉｘ．％Ｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｖａｒｉａｎｃｅｅｓｔｉｍａｔｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｒｅｍｏｖｉｎｇｅａｃｈｃａｓｅ（ｉ．ｅ．ｓｉｇｍａｉ）％ｓｅｅＣｈａｔｔｅｒｊｅｅａｎｄＨａｄｉＰ．３８０ｅｑｕａｔｉｏｎ１４．ｉｆｎａｒｇｏｕｔ＞＝４ｈａｔｄｉａｇ＝ｓｕｍ（Ｔ．・Ｔ，２）；ｏｋ＝（（１－ｈａｔｄｉａｇ）＞ｓｑｒｔ（ｅｐｓ））；ｈａｔｄｉａｇ（－ｏｋ）＝１；ｉｆｎｕ＜１，ｓｅｒ＝ｒｍｓｅ幸ｏｎｅｓ（１ｅｎｇｔｈ（ｙ），１）；ｅｌｓｅｉｆｎｕ＞ｌｄｅｎｏｍ＝（ｎｕ・１）．・（１・ｈａｔｄｉａｇ）；ｓｉｇｍａｉ＝ｚｅｒｏｓ（１ｅｎｇｔｈ（ｄｅｎｏｍ），１）；４７ＹＧ８硬质合金高速磨削Ｔ艺实验及优化研究ｓｉｇｍａｉ（ｏｋ）＝ｓｑｒｔ（ｍａｘ（０，（ｎｕ・ｓ２／（ｎｕ・１））－（ｒ（ｏｋ）．＾２．／ｄｅｎｏｍ（ｏｋ））））；ｓｅｒ２ｓｑｒｔ（１－ｈａｔｄｉａｇ）．・ｓｉｇｍａｉ；ｓｅｒ（～ｏｋ）＝Ｉｎｆ；ｅｌｓｅｉｆｎｕ＝＝１ｓｅｒ＝ｓｑｒｔ（１－ｈａｔｄｉａｇ）．・ｒｍｓｅ；ｓｅｒ（～ｏｋ）＝Ｉｎｆ；ｅｎｄ％Ｃｒｅａｔｅｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅｉｎｔｅｒｖａｌｓｆｏｒｒｅｓｉｄｕａｌｓ．Ｚ２【（卜ｔｖａｌ枣ｓｅｒ）（ｒ＋ｔｖａｌ＋ｓｅｒ）］’；ｒｉｎｔ＝Ｚ’；ｅｎｄ％ＲｅｓｔｏｒｅＮａＮＳＯｉｎｐｕｔｓａｎｄｏｕｔｐｕｔｓｃｏｎｆｏｒｍｉｆ（ｎａｒｇｏｕｔ＞２＆ａｎｙ（ｗａｓｎａｎ））ｔｍｐ＝ｏｎｅｓ（ｓｉｚｅ（ｗａｓｎａｎ））；ｔｍｐＣ）＝ＮａＮ；ｔｍｐ（～ｗａｓｎａｎ）＝ｒ；ｒ２ｔｍｐ；ｅｎｄｉｆ（ｎａｒｇｏｕｔ＞３＆ａｎｙ（ｗａｓｎａｎ））ｔｍｐ＝ｏｎｅｓ（１ｅｎｇｔｈ（ｗａｓｎａｎ），２）；ｔｍｐＣ）＝ＮａＮ；ｔｍｐ（－ｗａｓｎａｎ，：）＝ｒｉｎｔ；ｒｉｎｔ＝ｔｍｐ；ｅｎｄYG8硬质合金高速磨削工艺实验及优化研究

作者：

学位授予单位：被引用次数：

周小灵湖南大学1次

引证文献(1条)

1.杨树财,王志伟,张玉华,万泉 表面微坑织构对球头铣刀片结构强度的影响[期刊论文]-沈阳工业大学学报2015(03)

引用本文格式：周小灵 YG8硬质合金高速磨削工艺实验及优化研究[学位论文]硕士 2011