固结磨粒面接触磨削超精密加工机理

面接触是固结磨粒珩磨及研磨等超精密加工方法区别于传统砂轮磨削的重要特征，固结磨粒面接触磨削加工是目前超精密加工的首选方法之一，其技术进步对我国制造业的发展具有重要影响。面接触磨削加工时磨具与工件处于面接触状态，磨粒切削过程及表面创成机理与传统砂轮磨削有很大不同，加工中出现的很多问题用传统的磨削理论、经验公式或基于加工结果的参数优化方法都不能有效的解决。本课题将跳出传统磨削原理，根据面接触磨削特点，针对其与传统磨削模型存在的差异开展相关研究，包括面接触磨削的磨具表面形貌模拟与虚拟检测、面接触磨削接触建模与状态分析、提出并建立新的基于预应力及微观非连续材料的切削物理模型等，揭示面接触磨削的加工机理及表面创成原理，并针对相关主要研究成果开展系列实验研究。项目成果可为面接触超精密磨削预测加工结果、优化工艺参数、提高生产效率及加工精度提供理论指导与技术支持，具有重要的理论意义和广泛的应用前景。

固结磨粒面接触磨削是一类超精密加工工艺，被广泛应用于发动机缸体、压缩机、阀体、轴承、液压缸等装备的加工。固结磨粒面接触磨削通常是一件产品的最终加工工序，其加工痕迹将直接保留在最终工件表面上。因此，固结磨粒面接触磨削工艺加工机理的研究，对优化加工工艺参数、改善工件表面网纹结构、提高工件抗磨性等具有重要意义。本项目根据面接触磨削特点，针对其与传统磨削模型存在差异开展相关的理论分析与试验研究。该项目建立了适用于面接触磨削的磨具表面形貌模拟模型与虚拟检测方法，建立了面接触磨削接触模型，提出了加工中磨具与工件的接触状态，建立了单磨粒切削物理模型，揭示了面接触磨削的材料去除机理与表面创成原理。该项目的研究成果，对珩磨、研磨、端面磨削等固结磨粒面接触磨削形式均具有指导意义。