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单颗磨粒是磨削加工过程中起切削作用的最小单元,通常是以大负前角参与磨削,从而磨削力比大、磨削比能高、材料去除率低。另外,磨粒在磨削过程中会迅速磨损,影响磨削质量。随着各种高强度、高硬度等新型难加工材料出现,对磨粒结构、耐磨性及磨削性能提出了更高要求。本课题组提出了螺旋有序排布CBN-WC-1OCo复合材料纤维刀具,其核心技术是采用纤维替代砂轮磨粒承担切削工作、且纤维沿着刀具轮毂外圆周呈螺旋有序排布,本文开展了 CBN-WC-1OCo复合材料单纤维切削Ti-6A1-4V钛合金磨损实验研究。主要内容如下:(1)对单颗磨粒磨削过程中磨削特点、磨削路径、切屑形状、磨粒磨损过程和磨损形式等基础理论进行了分析与研究,为开展CBN-WC-1OCo复合材料单纤维磨损研究提供了理论基础。(2)基于刀具刃磨理论和微型刀具刃磨方法,开展了 CBN-WC-1OCo复合材料单纤维的刃磨实验研究。研究发现,机械刃磨比手工刃磨获得的切削刃更加平直锋利,且机械刃磨效率高,容错率低。当使用2000目金刚石砂轮刃磨时,垂直进给速度越小,获得的切削刃越锋利,当进给速度为0.6 μn/min时,纤维切削刃圆弧半径小于0.2 μm,前刀面和后刀面表面粗糙度小于0.1 μm。(3)开展了 CBN-WC-1OCo复合材料单纤维切削Ti-6A1-4V钛合金的磨损研究。分析了切削刃磨损形貌,探究了单纤维磨损对切削力、划痕截面轮廓和划痕内部表面粗糙度的影响,建立了不同磨损阶段纤维受力情况的力学模型。实验结果表明,纤维切削刃的磨损过程被分为三个阶段:第一阶段,切削刃刚开始工作,还未产生可观察的磨损,切削效率较高;第二阶段,磨损加剧,局部后刀面出现;第三阶段,新后刀面出现,磨损主要发生在此区域。第一阶段和第二阶段前期出现,因此新后刀面的磨损在整个切削过程中占主导地位。单纤维切削刃的磨损分为三种形式:切削刃刃口磨损,局部后刀面磨损和新后刀面磨损。在不同磨损阶段,其磨损形貌也不同。随着切削次数增加,切削力、堆积率和划痕表面粗糙度增大。法向切削力增长率比切向切削力略高,因此切削力比增大,切削效率降低。单纤维切削刃受力模型提供了在切削过程中切削刃磨损机制的理论依据。研究发现,在ap给定情况下,切削力大小随着ap,A,ap,C,和l值增大而增大,但随着ap,B增大而减小。切削效率和表面质量随着切削次数增大而减小。