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摘要
目的 构建纵扭超声磨削（LTUG）表面形貌预测模型，分析工艺条件和参数对表面粗糙度Ra值的影响，揭示GCr15轴套LTUG内圆表面形成机理。方法 基于弹性变形对LTUG单颗磨粒运动轨迹的影响，根据切削厚度概率密度函数和相邻磨粒轨迹重叠效应，建立了多磨粒超声振动作用下的最大未变形切削厚度模型，利用表面残余材料高度公式建立了GCr15轴套内圆磨削形貌预测模型，以LTUG和普通磨削（OG）方式对GCr15轴套内圆进行试验，采用正交试验验证表面形貌模型的准确性，观察并分析LTUG和OG作用后的GCr15轴套内圆表面形貌，最后利用所建立的表面形貌模型，研究磨削参数和超声振幅对表面Ra值的影响。结果 结果表明，基于所建立的表面形貌模型计算而得的表面Ra值与试验结果间的误差在13.2%以内，与OG相比，LTUG作用下的表面沟槽磨痕更均匀；LTUG作用下的表面轮廓呈现规律的周期性波动，且随振幅的增大，表面轮廓顶峰之间的间距逐渐增大；LTUG作用下的表面Ra值均低于OG，表面Ra值的降低幅度最大达到20%，随振动幅值的增大，表面Ra值逐渐减小，当振幅增大到一定程度时，表面Ra值呈现增大趋势。结论 建立的LTUG形貌预测模型具有良好的准确性，在合适的工艺参数下，LTUG可明显降低表面Ra值，与OG相比，在相同时间内，LTUG作用下的磨粒运动轨迹长度更长，且LTUG区域的弹性变形对磨粒运动轨迹和最大未变形切削厚度均有不同程度的影响。
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