点磨削是一种新兴的高效、高精度的加工方法,其加工机理尚未被完全认识。工程陶瓷作为一种长寿命结构材料,是一种典型的硬脆性难加工材料,在军工、航天、核能等高技术领域具有广泛的用途,加工过程具有一定的随机性。其材料塑-脆性去除机制、高效加工的基本模型、高质量的加工方法和工艺条件,是该领域的研究难点,具有重要的学术价值和战略意义。鉴于此,本文将点磨削技术用于工程陶瓷材料加工,以表面粗糙度、表面硬度作为研究目标,在认识其加工机理的基础上,通过多算法融合,建立表面粗糙度、表面硬度的数学模型,揭示其与工艺参数之间的关系,为工程陶瓷点磨削效率提升、质量控制提供理论依据。本文的工作主要体现在以下几个方面：(1)在Griffith断裂强度理论的基础上,通过压痕理论分析,获得了氟金云母陶瓷、微晶玻璃的塑-脆性微观断裂转变的临界条件；通过工程陶瓷点磨削试验,研究了其材料去除机制、表面形成机制。结果表明,材料的显微硬度值越低,弹性模量值越高,适当的点磨削工艺参数,是实现塑性域磨削的有利条件。材料表面成形与成屑是脆性与塑性共存机制,点磨削工程陶瓷的材料去除形式为块状崩除,粉末状切屑(微观颗粒)。(2)基于点磨削砂轮-工件干涉轨迹运动学方程,分析了表面粗糙度模型与点磨削工艺参数之间的关系,通过试验与多个粗糙度模型的对比分析,提出了工程陶瓷点磨削表面粗糙度的改进模型,并以正交试验进行验证,结果显示改进模型的精度最高。提出了相对极值差的概念,并结合标准差来共同检验模型对各因素的敏感程度以及模型计算值与试验值的吻合程度,结果表明,改进模型与工艺因素之间的敏感程度最高,吻合程度最好。(3)根据量子力学理论,在材料成分分析的基础上,从第一性原理出发,估算了材料的理论硬度、键硬度,并与试验值进行了比较,分析了材料实际硬度损失的原因。基于最小二乘法建立了表面显微硬度与工艺参数之间的多元线性回归模型,并对回归方程和回归系数进行了显著性和相关性检验。结果表明,多元回归预测模型具有较高的显著性,最后进行了实验验证。(4)通过激振试验、空转试验和点磨削加工试验,分析了加速度振动信号的时域和频域特征,研究了陶瓷材料高效点磨削过程的振动特性。空转试验结果表明,外界激振力频率基本与主轴转速频率吻合,因此由于砂轮-主轴单元系统的不平衡所产生的振动对磨削过程的影响最大。在磨削过程简单单因素振动试验结果表明,砂轮线速度、磨削深度和工件速度对磨削过程振动频谱的影响明显。(5)通过简单单因素试验,研究了点磨削低膨胀微晶玻璃表面粗糙度与工艺参数之间的关系、点磨削氟金云母陶瓷表面硬度与工艺参数之间的关系,提出了模型假设,基于BP、RBF神经网络算法,进行了数值拟合,并对模型进行了检验。在单因素数值拟合的基础上,提出了点磨削表面硬度和表面粗糙度的多元复杂模型假设,基于遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)对复杂模型进行优化求解,通过正交试验验证了模型的精度。最后,阐述了本文中所得结论,并根据试验和理论建模中发现的问题,对下一步研究提出了建议。