基于不同单颗磨粒模型的微细磨削力研究基于不同单颗磨粒模型的微细磨削力研究：未知摘要：微细磨削技术能够实现硬脆材料复杂结构微小零件的高精高效低成本加工.通过深入分析微细磨削机理，考虑刃角圆弧半径的影响，建立了圆锥、球形、三棱锥、四棱锥等4种单颗磨粒切削力模型；采用VHX1000超景深光学显微镜对Φ0.5mm、#600微磨棒表面磨粒形状进行观测分析并统计，建立了基于单一磨粒模型和基于综合磨粒模型的微细磨削力模型；在ZCuZn38上进行微细磨削试验，对比研究了微细磨削力理论计算结果与试验结果，并基于理论模型讨论了微细磨削力随工艺参数的变化规律.结果表明，单一磨粒模型微细磨削力与综合磨粒模型微细磨削力均能预测不同工艺条件下的微细磨削力，但综合模型微细磨削力的误差最小；不同磨粒模型计算得出的法向磨削力较为一致，但切向磨削力差异较大.关键词：微细磨削；单颗磨粒；磨削力；微磨棒；模型：TH16文献标志码：AAbstract：Microgrindingtechnologyisabletoachievehighprecision，highefficiencyandlowcostmachiningofmicropartsonhardandbrittlematerials.Basedonthedeeplyunderstandingofmicrogrindingmechanism，thecuttingmodelsofsingleabrasivepsincludingcone，sphere，triangularpyramidandrectangularpyramidwereestablished，whichtooktheradiusofedgearcintoaccount.TheabrasivepshapeanddistributionofthemicrogrindingtoolwithΦ0.5mm，#600wereobservedandcountedbyultradepthopticalmicroscopeVHX1000.Thenthemicrogrindingforcemodelsbasedonsingleabrasivepmodelsandcomprehensiveabrasivepmodelwereestablished.ThemicrogrindingexperimentwasperformedontheZCuZn38andthemeasuredmicrogrindingforcewascomparedwiththatobtainedfrommicrogrindingmodels.Thechangeofmicrogrindingforcewithprocessparameterswasdiscussedaccordingtotheproposedmicrogrindingforcemodels.Theresultsshowthatthemicrogrindingforcemodelsbasedonsingletypeofabrasivepsanddifferenttypesofabrasivepscanpredictthemicrogrindingforceundervariousprocessparameters.However，themicrogrindingforcemodelbasedondifferenttypesofabrasivepshasminimalerror.Thenormalgrindingforcescalculatedfromdifferentsingleabrasivepmodelsareclose，butthecalculatedtangentialgrindingforcesareobviouslydifferent.Keywords：microgrinding；singleabrasiveps；grindingforce；microgrindingtool；models微?磨削是指采用微机床设备、微磨棒（小于1mm，也称微磨针）磨具针对复杂形状微小零件的机械去除加工方法，是一种能够实现高硬度、高强度硬脆材料微零件或微结构的高质量表面加工工艺[1].采用微细磨削加工技术相比于采用超精密磨床的传统磨削加工不仅在设备成本及能耗上有巨大优势，而且加工方式也更加柔性化.因此，微细磨削技术受到国内外研究人员的广泛关注.但是微细磨削与传统磨削相比不仅仅是简单的设备、工具的缩小，其磨削机理也有很大不同，如在磨粒半径与磨深比值方面，微细磨削工艺（50～100）远大于传统磨削（0.1～1.0）；磨粒几何形状上，微细磨削的磨粒刃角圆弧明显，负前角较一致，而传统磨削中的刃角圆弧几乎可以忽略，负前角变化范围大等.正是由于上述不同，导致在传统磨削中可以忽略的耕犁力在微细磨削中所占比重较大[2]，且磨粒及磨削量的急剧减小导致尺寸效应的影响也更加显著，这就使得传统磨削力模型已难以适用于微细磨削.而磨削力是评价磨削工艺的重要参数，影响到工具的使用寿命、磨削接触区温度、磨削比能、工件表面质量[3]等，因此通过分析微细磨削磨粒切削机理，进而建立微细磨削力模型对于微细磨削技术的研究具有重要的意义.磨削是多刃切削过程，由于磨粒数量多，几何形状不规则，磨削深度不一致，导致试验、观察、分析磨削过程很困难，因此从单颗磨粒切削入手研究磨削机理，是认识复杂磨削作用，进而建立磨削力模型的重要手段[4].Park等[2]将磨粒简化为球形，假定最小未变形切屑厚度为0.1～0.2倍的切削刃半径，以麦钱特公式和布尔硬度测试...