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摘要
超微细磨削是指磨削工具直径不大于100μm的磨削加工过程，它在制造由各种材料制成的微结构元器件方面具有巨大的潜力。通过磨粒轨迹仿真和理论分析的手段，系统地研究了超微细磨削加工中的加工表面质量、磨削力和磨具磨损特性。发现在超微细磨削加工中，拥有最大出刃高度的磨粒一定是有效磨粒，且拥有最大出刃高度的磨粒会在磨削表面的形成过程中起主导作用。建立了考虑磨粒粒径差异时的未变形切屑厚度模型和磨削力模型，并最终通过在钛合金上进行超微细磨削实验对磨削力模型进行了验证。实验发现，超微细磨削加工的表面质量随进给速度和径向切深的增大而变差，表面粗糙度也随着进给速度和径向切深的增大而增大。对于超微细磨削加工过程，发现加工中超微细磨具磨损迅速，而造成磨具快速磨损的原因主要是参与加工的有效磨粒数非常少。在径向切深等于1μm时，磨具上参与切削的磨粒仅占总磨粒数的12%。在大径向切深时，除有效磨粒少之外，磨具磨损迅速另一个重要的原因是未变形切屑厚度非常大，超过了磨粒所能承受的极限。
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单位自动化学院; 东北大学
