机械工程学报

作者：张园, 徐念伟, 鲍岩, 董志刚, 韩松, 郭东明, 康仁科

单位：大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室 大连 116024

关键词：超声振动,磨削,超声振幅,表面形貌,表面粗糙度；

基金：国家科技重大专项资助项目(2017-VII-0002-0095)。

轴向超声辅助端面磨削被广泛应用于难加工材料加工，而磨削后的表面粗糙度对构件摩擦、疲劳等服役性能有重要影响。超声振幅的大小对轴向超声辅助端面磨削金属表面形貌和粗糙度有较大影响，但是现有模型中并未考虑实际加载对振幅的影响，因此提出了一种考虑加载状态下振幅变化的轴向超声辅助端面磨削金属表面形貌及粗糙度预测方法。根据砂轮粒度及尺寸建立了考虑磨粒随机分布的砂轮端面模型，并对轴向超声辅助端面磨削磨粒的三维磨削轨迹进行了数学描述，生成了加工后的表面三维数据矩阵并对表面粗糙数值进行了计算。在此基础上，研究了粗糙度随振幅的变化规律，提出了振幅衰减形貌映射系数这一概念，并给出了其标定方法。通过振幅衰减形貌映射系数近似计算出加载状态下的振幅并代入到所建立的轴向超声辅助端面磨削表面形貌及粗糙度预测模型中，实现了金属表面形貌模拟及粗糙度预测。最后，通过试验对所建模型的正确性进行了验证。

来源：2023年第5期

《机械工程学报》期刊编辑部

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