铁氧体磁轭零件精密磨削加工技术研究 第6页
图2-4 干湿磨表面粗糙度对比试验（vw=12m/min、ap=5µm、f=0.6mm/str条件下）
1）冷却条件的影响本文来自优'文*论-文|网
由图2-4可知，湿磨条件下的表面粗糙度好于干磨条件下的粗糙度，主要由于磨削液介入磨粒和工件之间，可以将磨屑以及断裂的颗粒及时冲洗，减少了其对加工表面的影响；另外，磨削液也起到降低磨削区域温度的作用，从而有效减少磨削表面微细裂纹的产生。
图2-5 空行程次数对表面粗糙度影响试验
（vs=43m/s、vw=12m/min、ap=5µm、f=0.6mm/str条件下）
2）空行程次数的影响
由图2-5可知，当空磨次数增加时，对于垂直于磨削方向的表面粗糙度并没有多大的影响，但平行于磨削方向的表面粗糙度有下降的趋势。主要原因是在铁氧体磨削中，由于法向抗力较大易使主轴系统发生弹性变形，理论磨削量不能被一次性全部磨除。所以为了改善磨削表面质量，最后都应进行无径向进给的光磨。由试验数据可知，空磨次数在10次左右可以获得比较稳定的加工表面质量。
综合以上的试验结果，要想在满足生产要求条件下获得较好的表面质量，磨削工艺参数的选择应该为：磨削速度vs取38~43m/s，工件速度vw取4~8m/min，粗磨时，磨削深度ap取20~25µm，其他磨削参数也可适当增加，有利于提高加工效率；精磨时磨削深度取5µm左右，有利于提高表面质量。
2.3铁氧体陶瓷磨削表面粗糙度正交试验
2.3.1正交试验设计
正交试验设计是利用正交表科学地安排与分析多因素实验的方法，是最常用的试验方法之一。因为在工业生产和科学研究等实践中，所需考察的因素往往较多，而且因素的水平数也常常多于2个，如果对每个因素的每个水平都相互搭配进行全面试验，试验次数是惊人的，例如，对于3因素4水平的试验，若在每个因素的每个水平搭配上做1次试验，就要做43=64次试验，对于4因素4水平的试验，全面试验次数至少为44=256次试验。另外还要用相当长的时间对实验数据进行统计分析计算，也是非常繁重的任务，要花费大量的人力、物力。如果用正交设计安排试验，则试验次数会大大减少，而且统计分析的计算也将变得简单。正交试验的优点有：
1.能在所有实验方案中均匀地挑选出代表性强的少数试验方案。
2.通过对这些少数试验方案的试验结果进行统计分析，可以推出较优的方案，而且所得到的优方案往往不包含在这些少数试验方案中。
3.对试验结果作进一步分析，可以得到试验结果之外的更多信息。例如，各试验对试验结果影响的重要程度、各因素对试验结果的影响趋势[32]。
由于各磨削参数对表面粗糙度的独立作用机理在理论上多有论述，所以正交试验中不考虑交互作用，希望得到铁氧体材料的优化加工条件。为了更好地满足零件的加工条件，水平的选取范围参考实际的加工条件。每个因素选三个水平，具体选取参数见表2-2。
2.3.2正交试验数据及其分析
本次正交试验选取4因素3水平正交表，水平参数根据单因素试验的结果进行代表性地选取，并且对试验结果进行极差和方差分析，得到不同磨削参数对表面粗糙度影响程度大小。
如表2-2、2-3所示，分别为正交试验表头设计；正交试验所得数据。表2-4、2-5、2-6分别为正交试验数据的极差分析和方差分析。毕业论文
http://www.youerw.com表2-2 正交试验表头设计
水平数
参数
选取因素 1 2 3
A砂轮磨削速度vs（m/s） 32.7 43.2 53.7
B磨削深度ap(µm) 5 15 25
C工件速度vw（m/min） 4 12 20
D工件轴向进给f（mm/str） .4 1.2 2
表2-3 正交试验数据
正交表 A B C D 水平粗糙度 垂直粗糙度
1 32.7 5 4 0.4 0.815 1.038
2 32.7 15 12 1.2 0.9606 1.076
3 32.7 25 20 2 1.1033 1.134
4 43.2 5 12 2 0.9751 0.97
5 43.2 15 20 0.4 0.8628 1.006
6 43.2 25 4 1.2 0.8275 1.089
7 53.7 5 20 1.2 0.9512 1.016
8 53.7 15 4 2 0.8569 1.057
9 53.7 25 12 0.4 0.8028 0.943
T 8.1552 9.329
表2-4 正交试验数据极差分析
测量方向 指标因素 A B C D
平行于磨削方向 K1 2.8789 2.7413 2.4994 2.4806
K2 2.6654 2.6803 2.7385 2.7393
K3 2.6109 2.7336 2.9173 2.9353
Ri 0.268 0.061 0.418 0.455
因素主次：DCAB
垂直于磨削方向 指标 A B C D
K1 3.248 3.024 3.184 2.987
K2 3.065 3.139 2.989 3.181
K3 3.016 3.166 3.156 3.161
Ri 0.232 0.142 0.195 0.194
因素主次：ACDB
1）极差分析
由表2-4的分析可知，砂轮磨削速度vs、工件速度vw以及轴向进给量f对工件表面粗糙度影响较大，磨削深度ap对其影响较小。本文来自优'文*论-文|网
按极差大小Ri顺序排列，对于平行于磨削方向的表面粗糙度值，影响程度从大到小依次为：轴向进给量f、工件速度vw、砂轮磨削速度vs、磨削深度ap；对于垂直于磨削方向的表面粗糙度值，影响程度从大到小依次为：砂轮磨削速度vs、工件速度vw、轴向进给量f、磨削深度ap。
从极差分析中还可以看出对于表面粗糙度的最优方案为：A3B2C1D1（平行于磨削方向）和A3B1C2D1（垂直于磨削方向）。
2）方差分析
设试验的9个结果为x1、x2、…x9，令ST为试验的9个结果的总变差，则 （2-1）
其中 。
当考虑第i列上因素所起的作用时，记第i列上的变差平方和为： （2-2）
根据表2-3的结果，为便于计算，把试验结果扩大104倍，得SA=134，SC=293，SD=347。将SB算进变差平方和Se内。对正交表中因素进行F-检验，选用的统计量为 [35]。
查表知F0.01(2,2)=99，F0.05(2,2)=19，F0.1(2,2)=9。见方差分析表2-5和2-6，对于平行于磨削方向，工件速度和轴向进给量对表面粗糙度的影响显著，其影响显著性置信度都为95％。对于垂直于磨削方向，砂轮磨削速度对表面粗糙度的影响显著，其影响显著性置信度为90％。
表2-5 平行于磨削方向表面粗糙度方差分析表
方差来源 Si fi Fi F 显著性
A 134 2 67 16.75
B（误差e） 8 2 4
C 293 2 146.5 36.63 *
D 347 2 173.5 43.38 **
ST 782 8
表2-6 垂直与磨削方向表面粗糙度方差分析表
方差来源 Si fi Fi F 显著性
A 100 2 50 2.63 *
B（误差e） 38 2 19
C 74 2 37 1.95
D 76 2 38 2 毕业论文
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