微晶玻璃固结磨料研磨加工亚表面损伤预测研究

作     者：王科荣 宗傲 牛凤丽 张羽斐 朱永伟 WANG Kerong;ZONG Ao;NIU Fengli;ZHANG Yufei;ZHU Yongwei

作者机构：南京航空航天大学机电学院南京210016 南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室南京210016 金华职业技术学院机电工程学院浙江金华321000 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2024年第53卷第2期

页      面：158-167页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：浙江省教育厅科研项目(Y201941341) 装备预研共用技术项目(50923021502) 江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目(JXQC-010) 

主　　题：微晶玻璃 固结磨料研磨 亚表面损伤 残余应力 离散元仿真 

摘      要：目的 快速、准确预测微晶玻璃在研磨加工过程中的亚表面损伤状况,制定合理的加工工艺。方法 通过建立微晶玻璃的离散元模型,仿真分析了研磨压力等研磨工艺参数对工件亚表面损伤的影响规律,并采用角度抛光法对研磨后微晶玻璃的亚表面损伤状况进行了实验验证。结果 采用W14金刚石固结磨料垫研磨微晶玻璃,当研磨压力为10 kPa时,工件亚表面裂纹层深度为1.75μm,当研磨压力降低至3.5 kPa时,工件亚表面裂纹层深度为1.38μm;随着研磨压力的降低,亚表面微裂纹数量减少。研磨残余应力层分布深度大于微裂纹层的,且在微裂纹的尖端存在较大的残余拉应力。结论 角度抛光法得到的亚表面裂纹层深度与仿真结果一致,偏差范围为-10.87%~11.29%,残余应力仿真结果与试验结果的偏差为7.89%。离散元仿真能够比较准确地预测固结磨料研磨微晶玻璃的亚表面损伤状况,为其研磨抛光工艺参数的制定提供了理论参考依据。