固结与游离磨粒协同作用硬脆材料磨抛加工机理

罗晨阳1,2，郭磊1,2，曹雏清2，曹蕾蕾3，施鹏飞1,2（1.长安大学道路施工与技术装备教育部重点实验室；2.芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司；3.广西制造系统与先进制造技术重点实验室）

摘要:为了揭示硬脆材料弹性磨抛加工过程中固结与游离磨粒协同作用下的材料去除机理,设计了一种硅胶基体金刚石砂纸磨抛工具,通过配备不同浓度金刚石抛光浆料进行磨抛加工。研究了弹性工具工件间的接触应力场、速度场分布以及磨粒工件间的接触力学,建立了硬脆材料弹性磨抛加工过程中的材料去除模型。以SiC工件为加工对象,以磨抛压力、磨具转速、磨料浓度等工艺参数为影响因素完成单点磨抛加工验证实验,对磨抛加工表面材料去除轮廓进行表征。实验结果表明,建立的材料去除模型与实际材料去除深度的误差范围为4.68%~8.22%,材料去除深度与磨抛压力、磨具转速和磨料浓度成正相关,所建模型能够较好地预测弹性磨抛加工材料去除行为。

关键词:硬脆材料;材料去除机理;弹性磨抛工具;固结磨粒;游离磨粒