文档介绍：学校代码：10252
学 号：122291170
上海理工大学硕士学位论文
基于超声振动辅助平面磨削的磨削力与磨
削温度的试验研究
姓 名 谢建华
系 别 机械工程学院
专 业 机械电子工程
研究方向 磨削及特种加工
指导教师 王艳
学位论文完成日期 2015 年 5 月
THE EXPERIMENTAL STUDY ON GRINDING FORCES AND
GRINDING TEMPERATURE BASED ON ULTRASONIC
VIBRATION ASSISTED SURFACE GRINDING
by
A Thesis Submitted to University of Shanghai for Science & Technology in
Partial Fulfillment of the Requirements for
the Degree of Master
Under the Supervision of
University of Shanghai for Science & Technology
May 2015
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，
同意学位论文保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电
子版。允许论文被查阅和借阅。本人授权上海理工大学可以将本学位
论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、
缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保 密 年 □
本学位论文属于
不保密 □
学位论文作者签名： 指导教师签名：
年 月 日 年 月 日
声 明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下,独立
进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本论文不
包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的作品成果。对本文
的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律责任由本人承担。
学位论文作者签名：
年 月 日
摘 要
超声振动辅助磨削(UAG)是一种结合了超声振动加工及普通磨削材料去除机
理的复合加工工艺，广泛应用于硬脆材料、高温合金、硬质合金等难加工材料的
磨削加工中，在减小磨削力、降低磨粒磨损提高砂轮寿命及提高工件加工表面质
量具有显著优势。近年来，很多学者对超声振动辅助磨削工艺进行了研究，并得
出了一些结论和规律。然而，超声振动辅助磨削机理较复杂，并且由于超声振动
的存在，改变了普通磨削中砂轮与工件的相对运动关系，分析起来变得更加困难，
本文主要对磨削力及接触区磨削温度进行研究，对切向振动磨削加工过程进行分
析。本文主要的研究工作有：
(1) 基于 ANSYS Workbench 的模态分析及谐响应分析对应用于超声振动磨削
试验的工作台进行了仿真研究，结合振幅的解析计算结果，验证了振幅计算值的
可靠性。最后通过连接智能数控超声波发声器的频率扫描测试试验证明了工作台
设计的合理性。
(2) 考虑了磨粒的随机性分布，结合磨粒切屑厚度的瑞利分布理论，对超声振
动磨削过程中磨削区单颗磨粒运动轨迹弧长的理论进行分析，基于材料去除率的
的分析结果建立了切向振动磨削加工磨削力的函数模型。最后通过切向振动