牙科氧化锆陶瓷微尺度磨削力研究

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2020.04.018

东北大学学报:自然科学版 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (4): 557-562.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.04.018

牙科氧化锆陶瓷微尺度磨削力研究

周云光，董彪，岳新伟，谭雁清

(东北大学秦皇岛分校控制工程学院，河北秦皇岛066004)

收稿日期:2019-07-30 修回日期:2019-07-30 出版日期:2020-04-15 发布日期:2020-04-17
通讯作者: 周云光
作者简介:周云光(1986-)，男，河北秦皇岛人，东北大学秦皇岛分校讲师，博士.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51905083)；河北省自然科学基金资助项目(E2019501094)；河北省高等学校科学技术研究项目(QN2019321)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N172303008，N162303011).

Micro-scale Grinding Force of Dental Zirconia Ceramics

ZHOU Yun-guang， DONG Biao， YUE Xin-wei， TAN Yan-qing

School of Control Engineering， Northeastern University at Qinhuangdao， Qinhuangdao 066004， China.

Received:2019-07-30 Revised:2019-07-30 Online:2020-04-15 Published:2020-04-17
Contact: ZHOU Yun-guang
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摘要/Abstract

摘要： 基于带有圆弧刃角的圆锥状磨粒形状和突出高度服从瑞利分布的假设，建立单颗磨粒未变形切削厚度数学模型.根据微磨削力的三种不同来源，以单颗磨粒为研究对象，建立磨削过程中单颗磨粒的切削变形力、耕犁力和摩擦力理论模型.结合单位面积内的磨粒数目，建立微磨削力的理论模型.切向磨削力和法向磨削力预测模型的验证结果表明:切向磨削力理论值与实验值平均误差为7.32%，最大误差小于10%；法向磨削力的平均误差为8.18%，最大误差小于20%.

关键词: 氧化锆陶瓷, 微尺度磨削, 磨削力, 磨削力预测, 磨削力理论模型

Abstract: Based on the assumption that the shape of conical abrasive with circular edge angles and the protrusion height follow Rayleigh distribution， a mathematical model of undeformed cutting thickness of a single abrasive was established. According to three different sources of the micro-grinding force， a single abrasive was taken as the research object， and a theoretical model of cutting deformation force， plough force and friction force of single abrasive during the grinding process was established. A theoretical model of micro-grinding force was established by combining the number of abrasive per unit area. The verification results of tangential grinding force and normal grinding force prediction models showed that the average error between theoretical and experimental values of tangential grinding force is 7.32%， and the maximum error is less than 10%. The average error of normal grinding force is 8.18%， and the maximum error is less than 20%.

Key words: zirconia ceramic, micro-scale grinding, grinding force, prediction of grinding force, theoretical model of grinding force

中图分类号:

TH161

周云光，董彪，岳新伟，谭雁清. 牙科氧化锆陶瓷微尺度磨削力研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(4): 557-562.

ZHOU Yun-guang， DONG Biao， YUE Xin-wei， TAN Yan-qing. Micro-scale Grinding Force of Dental Zirconia Ceramics[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2020, 41(4): 557-562.

参考文献

[1]Li C，Li X L，Wu Y Q，et al.Deformation mechanism and force modeling of the grinding of YAG single crystals［J］.International Journal of Machine Tools and Manufacture，2019，143:23-37.
[2]Perveen A.A study on micro-grinding of brittle and difficult-to-cut glasses using on-machine fabricated polycrystalline diamond(PCD) tool［J］.Journal of Materials Processing Technology，2012，212:580-593.
[3]Park H W.Development of micro-grinding mechanics and machine tools［D］.Atlanta:Georgia Institute of Technology，2008.
[4]Park H W，Steven Y L.Force modeling of micro-grinding incorporating crystallographic effects［J］.International Journal of Machine Tools and Manufacture，2008，48:1658-1667.
[5]Hecker R L，Liang S Y，Wu X J，et al.Grinding force and power modeling based on chip thickness analysis［J］.International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2007，33(5/6):449-459.
[6]温雪龙，巩亚东，程军，等.铝合金Al6061微尺度磨削力热特性试验分析［J］.机械工程学报，2014，50(23):165-174. (Wen Xue-long，Gong Ya-dong，Cheng Jun，et al.Experimental research on force and temperature characteristics in micro-grinding Al6061［J］.Journal of Mechanical Engineering，2014，50(23):165-174.)
[7]郎献军，何玉辉，唐进元，等.基于磨粒突出高度为瑞利分布的磨削力模型［J］.中南大学学报(自然科学版)，2014，45(10):3386-3391.(Lang Xian-jun，He Yu-hui，Tang Jin-yuan，et al.Grinding force model based on prominent height of abrasive submitted to Rayleigh distribution［J］.Journal of Central South University(Science and Technology)，2014，45(10):3386-3391.)
[8]Yang Z C，Zhu L D，Lin B，et al.The grinding force modeling and experimental study of ZrO₂ ceramic materials in ultrasonic vibration assisted grinding［J］.Ceramics International，2019，45(7):8873-8889.
[9]李力钧，傅杰才.磨削力数学模型的研究［J］.湖南大学学报(自然科学版)，1979，7(3):49-60.(Li Li-jun，Fu Jie-cai .A study of grinding force mathematical model［J］.Journal of Hunan University(Natural Sciences)，1979，7(3):49-60.)
[10]Shaw M.Fundamentals of grinding［C］//Proceeding of the International Grinding:New Developments in Grinding.Pittsburgh，1972:221-258.
[11] Sin H，Saka N，Suh N P.Abrasive wear mechanisms and the grit size effect［J］.Wear，1979，55(1):163-190.
[15]关守平，房少纯.一种新型的区间-粒子群优化算法［J］.东北大学学报(自然科学版)，2012，33(10):1381-1384.(Guan Shou-ping，Fang Shao-chun.A new interval particle swarm optimization algorithm［J］.Journal of Northeastern University(Natural Science)，2012，33(10):1381-1384.)

[1]	温雪龙，王承宝，巩亚东，孙付强. 涂层微磨具的制备及磨削表面质量实验研究[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2022, 43(5): 681-688.
[2]	周云光，田川川，马廉洁，毕长波. 氧化锆陶瓷微尺度磨削表面质量试验研究[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2022, 43(1): 83-88.
[3]	修世超，卢跃，孙聪，李清良. 端面磨削动态热力耦合效应及对表面去除过程影响[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2021, 42(3): 389-395.
[4]	马廉洁，左宇辰，周云光，付海玲. 氧化锆陶瓷车削刀具几何参数的多目标优化[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(8): 1129-1134.
[5]	马廉洁，左宇辰，王馨，杨登峰. 氧化锆陶瓷车削刀具磨损机理及理论模型[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(7): 955-961.
[6]	屈硕硕，巩亚东，杨玉莹，舍跃斌. 2.5D C_f/SiC复合材料磨削工艺试验研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(2): 252-257.
[7]	赵绪峰，于天彪，李长河，王宛山. 纳米MoS₂含量对纳米微量润滑磨削CFRPs的影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2019, 40(8): 1127-1131.
[8]	刘寅，巩亚东，孙瑶，张唤. 块体金属玻璃微磨削加工的温度场仿真[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(6): 828-833.
[9]	周云光，巩亚东，高奇，朱宗孝. 单晶硅微尺度侧磨表面质量影响因素试验研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(7): 983-988.
[10]	黄智，陈士行，万从保，王立平. 三维动态磨削力测量平台结构设计[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(9): 1299-1304.
[11]	修世超，刘明贺，张修铭，白斌. 基于冲击原理的磨削接触区及磨削力建模[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2014, 35(2): 268-271.
[12]	冯宝富;赵恒华;蔡光起;金滩. 高速单颗磨粒磨削机理的研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2002, 23(5): 470-473.
[13]	张庆云;吕玉山. 电镀CBN砂轮磨削内孔的一些研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 1991, 12(2): 153-158.
[14]	芮晓明;郑焕文;张澄. 外圆强力切入磨削中磨削力的一些试验研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 1984, 5(2): 127-135+167.
[15]	蔡光起;郑焕文. 磨除能力系数—评价钢坯修磨砂轮磨削能力的新指标[J]. 东北大学学报:自然科学版, 1984, 5(1): 91-101+146.

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