[发明专利]基于能量守恒的阀芯棱边磨削毛刺形态预测方法

权利要求书

1.一种基于能量守恒的阀芯棱边磨削毛刺形态预测方法，其特征在于，根据磨削过程中材料的摩擦-耕犁-切削去除机制、第四变形区理论以及切屑弯曲模型，基于能量守恒定律，建立阀芯工作边磨削微小毛刺形态预测模型，根据磨削深度、进给速度、砂轮速度对毛刺形态的作用关系，实现磨削工艺的优化；

所述的阀芯工作边磨削微小毛刺形态预测模型是指：毛刺的高度与宽度与材料、砂轮本身物理特性，以及磨粒粒度d、磨削深度a_g、磨削速度V以及工件进给速度V_f之间的映射关系；

所述的阀芯工作边磨削微小毛刺形态预测模型，即切屑弯曲高度其中：ω为切屑弯曲旋转角速度，表达为与磨削速度V相关的函数，即ω＝h(V)；滑移线速度的变化量ρ＝j(V，a_g，d，γ)，即ρ为与磨削速度V、磨削深度a_g、磨粒粒度d、切屑剪切应变γ相关的函数，η为剪切线与工件待加工表面夹角；

所述的能量守恒是指：毛刺形成所需的能量W_burr为材料产生剪切变形的能量W_shear和材料产生弯曲变形的能量W_beading之和，具体地，当磨粒切削过程到不产生切屑的临界点，此时正常切削结束，棱边毛刺开始形成，原本产生切屑的功全部用来生成毛刺。

2.根据权利要求1所述的基于能量守恒的阀芯棱边磨削毛刺形态预测方法，其特征是，所述的磨削过程中材料的摩擦-耕犁-切削去除机制是指：磨粒切削刃与金属材料的接触过程包括：滑擦阶段、耕犁阶段和切削阶段；

所述的滑擦阶段，磨粒切入深度较小，工件表面仅发生材料弹性变形；

所述的耕犁阶段，随着磨粒切入工件的深度增大，磨粒与工件表面的压力逐步增大，使得磨粒在工件表面耕犁出沟痕，并在沟痕两侧出现材料塑性流动形成的隆起；

所述的切削阶段，当磨粒继续切入工件表面至一临界值时，部分材料便会出现剪切滑移，并形成切屑从磨粒的前刀面流出。

3.根据权利要求1所述的基于能量守恒的阀芯棱边磨削毛刺形态预测方法，其特征是，所述的第四变形区理论模型是指：在稳定切削过程，切削区包括：三个变形区，它们分别是第一变形区(I区)，第二变形区(II区)，第三变形区(III区)，其中：I区为主切削区，发生工件材料的剪切滑移变形；II区产生刀具和切屑之间摩擦变形的主要区域；刀具和已加工表面之间的摩擦主要发生在III区，在毛刺的形成过程中还存在一个第四变形区(IV区)，即负剪切区域。

4.根据权利要求1所述的基于能量守恒的阀芯棱边磨削毛刺形态预测方法，其特征是，所述的磨削深度、进给速度、砂轮速度对毛刺形态的作用关系是指：磨粒具有较大的刃口半径和负前角，尺寸效应明显，所以磨削出口毛刺的形成就更加复杂，因此毛刺形态预测解析模型需考虑尺寸效应、负前角、刃口半径因素。