通过对氧化锆陶瓷开展磨削试验,探究磨削力对表面质量的影响。分析测量数据、观察表面形貌,得到工艺参数对磨削力的影响规律以及磨削力对粗糙度的影响。结果表明:法向、切向磨削力随进给速度和磨削深度的增加而增加,随砂轮转速的增加而减小;当磨削力变大时,粗糙度也随之增大,去除方式由塑性去除向以凹坑、断裂为主要特征的脆性去除发生转变;当磨削深度超过25μm时,材料表面易出现切屑粘连现象,磨削力在15~40 N之间,材料的表面质量较好。

冲击力、材料硬度的变化以及超声振动的施加方式是磨削力降低的主要原因。在普通磨削的基础上加入二维超声振动,分析磨削力的影响机制,在相同的磨削参数条件下,对氧化铝陶瓷进行普通磨削和二维超声振动磨削对比实验研究,分析工件进给速度、砂轮线速度、磨削深度对磨削力的影响。结果表明:二维超声磨削的法向、切向磨削力均小于普通磨削,磨削力降幅随着工件进给速度和砂轮线速度的增大而减小,随着磨削深度的增大而增大;普通磨削和二维超声

通过氟金云母车削实验,测试了刀具体积磨损量,分析了刀具磨损量与切削参数的关系。利用GA-BP算法预测,通过最小二乘法进行数值拟合。建立刀具磨损量关于切削速度,进给速度,切削深度的一元模型,以可决系数检验模型精度,结果表明一元模型具有较高可靠性。在此基础上提出多元模型,利用遗传算法对多元模型进行求解并进行了实验验证,验证结果表明多元模型较为精确。

使用硬质合金数控车刀对二硅酸锂玻璃陶瓷进行车削实验，观测刀具磨损形貌。结果表明：刀尖和后刀面是磨损较严重的部分，刀具磨损形式主要是磨料磨损和黏结磨损。采用刀具磨损体积作为刀具磨损情况的评价指标，并建立车削过程刀具体积磨损的理论模型，结果表明刀具磨损体积与刀具和工件的材料属性及刀具角度有关；随车削长度增加，刀具实际磨损体积增加，将实验结果与根据模型计算所得的理论值进行对比，二者基本吻合。

利用ABAQUS对硬质合金刀具车削硬脆材料进行了模拟,得到车削力与车削温度,并根据磨损率公式利用MATLAB对刀具磨损量进行了计算.基于灰色定权聚类模型对11种硬脆材料的可车削性进行了评价,以刀具磨损量作为判断硬脆材料可车削性的依据,对灰色评价结果进行了检验,检验结果与灰色定权聚类的结果相一致,表明利用灰色定权聚类模型评价硬脆材料的可车削性具有一定的可靠性.

对陶瓷磨削时临界磨削深度和临界磨削力模型进行了改进,得到二者的理论值,并以氟金云母陶瓷的有限元仿真研究为基础,通过分析不同磨削深度和磨削速度对工件磨削表面形貌、磨削力及磨削力比产生的影响,得到氟金云母陶瓷磨削延脆转变的临界磨削深度、临界磨削速度及临界磨削力。