磨削加工是一种应用非常广泛的精密切削加工方法之一。磨削过程中包括材料的去除、磨屑的形成和磨粒的磨损,并产生磨削力、磨削热等。磨削过程中产生的磨削力、磨削表面等物理量可以表征磨削中的基本特征和规律,因此研究磨削力和磨削表面等物理量可以对磨削过程深入了解。本论文在数控车床上搭建实验平台,对常用钢材45号钢的磨削性能进行了系统研究,并用有限元仿真实现单磨粒磨削过程,达到提高磨削表面质量的目的。研究工作主要包括：(1)针对现有单磨粒磨削研究中存在的主要问题,设计了能够达到较高磨削速度的实验方案；设计了单磨粒磨削试验装置,搭建磨削力测量系统。(2)对45号钢进行低速划痕实验,并用白光干涉仪对划痕进行了测量。研究了低速划擦下,45号钢材料在不同压力下的划痕形貌和划痕深度变化情况。(3)对45号钢进行了单磨粒磨削实验,测量了不同磨削速度和深度下的磨削力,分析了磨削力(比)随磨削速度的变化情况以及相同磨削深度下磨削力随磨削速度的变化情况。(4)建立了单磨粒磨削的有限元模型,从仿真角度研究单磨粒磨削的磨削机理。通过有限元软件对不同条件下的单颗金刚石磨粒的磨削过程进行了仿真。从磨削温度和磨削力两个方面对仿真结果进行了分析,研究了磨削速度、磨削深度对磨削力和磨削温度的影响。
