磨粒半徑對金剛石研磨加工影響機制的仿真研究

編號：FTJS08172

篇名：磨粒半徑對金剛石研磨加工影響機制的仿真研究

作者：張桐齊 岳曉斌 雷大江 楊寧

關鍵詞： 金剛石 研磨 分子動力學仿真 磨粒半徑

機構： 中國工程物理研究院機械制造工藝研究所

摘要： 為解析金剛石磨粒尺寸變化對金剛石材料研磨質(zhì)量的影響機制,利用分子動力學方法建立球形剛性金剛石磨粒研磨金剛石工件的模型,研究不同磨粒半徑下的磨削力變化規(guī)律和應力、相變分布。結果表明:磨粒半徑從6a增大到20a(a為金剛石晶格常數(shù)),磨削平均法向力和平均切向力均線性增加,但平均法向力增量為平均切向力的3倍;磨粒與工件間的剪切作用相對擠壓和摩擦的作用越來越小,且磨削力波動幅度變大表明工件的位錯形成更劇烈;同時,磨粒前下方形成的強壓應力區(qū)和磨粒后方由摩擦引起的集中拉應力區(qū)增大,非晶相變區(qū)域增大,研磨區(qū)后方缺陷增多,工件的加工表面質(zhì)量變差。當半徑為10a、15a和20a的磨粒壓入深度為2 nm時,磨�？虅澓蟮墓ぜ�表面顯微硬度比未刻劃時的有所降低,分別減少2.8%、9.6%和18.3%,即磨粒半徑增大會顯著降低工件表面力學性能。