超声珩磨加工技术是振动切削在珩磨中的应用,为硬脆性材料的加工提供一种新型高效方法。本论文分析超声振动珩磨加工钕铁硼永磁材料的磨削机理,建立超声珩磨加工钕铁硼永磁材料的运动学和动力学模型,探讨其磨削机理和材料去除模型等机理,提高加工精度和加工效率,对钕铁硼永磁材料在工程界的进一步推广和应用具有很重要的意义。本论文主要从以下几个方面的内容进行了研究和探讨。1、阐述超声振动加工技术、普通珩磨和超声振动珩磨研究现状;对钕铁硼永磁材料的物理性能、加工现状等进行了研究。2、分析超声振动珩磨的磨削机理及其振动切削的运动学特点。分析超声振动切削特有的空切削现象以及超声空化效应。空切削现象具有降低工作压力,降低磨削温度,减少工艺系统的变形等特点;超声空化效应使部分残留在油石条和钕铁硼永磁材料间的磨屑的周围形成超声空化气泡或孔腔,一旦破裂,气泡或孔腔内空气(或蒸汽)的瞬间压力是大气压力的几千倍,从而形成强烈的冲击波,冲击工件的内表面,为表面材料的去除提供超声能量,提高珩磨加工效率。3、采用车削、铣削和电火花线切割等常规手段加工钕铁硼材料时,易出现脆崩、刀具磨损过快、加工质量差等问题,难以满足钕铁硼材料精密加工需求,为此从理论上探讨了超声珩磨加工钕铁硼材料的可行性,设计了适于超声振动珩磨加工钕铁硼材料的专用谐振系统。4、超声振动珩磨加工钕铁硼永磁材料时油石条上每颗磨粒具有冲击特性、变速特性和往复熨压特性。超声振动珩磨加工钕铁硼永磁材料时,由于受到高频振动作用,在单位时间内磨粒通过的轨迹比普通珩磨的运动轨迹更长,提高了加工效率。对单颗磨粒振动磨削过程进行简化分析,建立单自由度和两自由度动力学模型。在分析单颗磨粒动力学模型的基础上,建立整个超声振动珩磨系统的动力学模型。在UG NX7.0平台上建立了超声振动珩磨系统简化模型,并利用NX7.0自带的NASTRAN模块对系统进行有限元模态分析和动力响应分析。模态分析得到理想振型的自振频率为18.54KHz,与实际18.6KHz非常接近;动力响应分析得到谐响应条件下的位移云图和应力云图,验证了产生的高频振幅大于10 ?m。讨论了基于压痕断裂力学的钕铁硼材料去除机理,综合单颗磨粒动力学模型和珩磨加工过程中动态有效磨粒数的经验公式,得出了超声珩磨加工钕铁硼材料去除模型。5、表面粗糙度和材料去除量的试验分析结果表明采用超声振动珩磨精密加工钕铁硼永磁材料能获得更低的表面粗糙度值,同时验证了本论文建立的超声振动珩磨钕铁硼材料的去除模型对实际工作具有指导意义。论文研究结果揭示了超声振动珩磨加工钕铁硼材料的磨削机理,完善和发展了硬脆钕铁硼材料超声振动珩磨磨削加工新技术,进一步推动了钕铁硼永磁材料的工程实际应用。