金刚石砂带作为一种高质量高效率的柔性磨削工具,可用于研磨抛光陶瓷、玻璃、单晶硅等脆性材料,被广泛应用于机械、航空航天、医疗、汽车、冶金等工业领域。但是由于金刚石的高成本和砂带是无法通过修整重新获得磨削能力的“一次性”磨具,使其使用成本高昂。本文采用磨粒群有序化排布技术通过对砂带表面结构的重新设计和规划,达到延长砂带寿命,提升磨削效率,提高磨削质量的加工效果,论文主要的研究内容如下:(1)设计砂带表面磨粒群排布方式和表征参数,定义有效磨削面积比;介绍磨粒群砂带的制作流程及试验用砂带的制作方式;运用有限元软件LS-DYNA对不同粒度磨粒切削碳化硅工件仿真分析;采用田口法信噪比分析磨粒粒度、单元面积和有效磨削面积比对表面粗糙度、材料去除率和砂带磨损率的影响规律和程度,通过信噪比响应表得到了各个表征参数的最优水平。(2)通过砂带磨削碳化硅陶瓷的单因素试验,分析对比磨粒群有序化排布砂带和无磨粒群普通砂带在磨削碳化硅陶瓷时各个磨削工艺参数下对磨削质量和磨削效率的影响;通过灰色关联分析法对工艺参数正交试验结果进行优化,从而获得最优的磨削效果工艺参数组合;并在此基础上,分析不同涂覆图案砂带在不同累积行程下对磨削质量和磨削效率的影响。(3)分析磨粒群有序化排布砂带磨损原理和磨损方式;通过磨粒群有序化排布砂带磨削碳化硅陶瓷的单因素试验分析结合剂、磨削液、磨削速度、磨削深度、工件速度和砂带张紧力等磨损因素对砂带的磨耗比和磨损率的影响;最后在最优工艺参数条件下,通过多重线性回归分析,对表征参数相关的磨粒群有序化排布砂带磨耗比进行预测。