微晶云母陶瓷超声磨削深小孔表面质量的研究
发布时间：2022-01-26 12:48
随着科技的快速发展,陶瓷材料由于具有硬脆的难加工特性一直是机械加工的难点问题。对小直径的深孔加工来说,生产效率低和加工后孔的表面质量差限制了其在国防和航空航天领域的发展。超声振动磨削技术（Ultrasonic Vibration Grinding,UVG）是一种将传统磨削加工与超声振动加工结合在一起的新方法,具有切削力小、切削温度低等技术优势,适于陶瓷等难加工材料的加工。开展微晶云母陶瓷深小孔的超声振动磨削去除及表面质量的研究,对推动该材料在航空航天国防领域中的发展和陶瓷材料深小孔加工的应用,具有重要意义。微晶云母陶瓷独特的机械物理力学性质是影响其加工性能的关键因素。本文将研究微晶云母陶瓷的材料去除机制,动静态载荷对塑脆性去除转换的临界载荷和深度的影响,切削参数对刻划力、表面形貌的影响;建立磨削力的数学模型和多元回归模型,分析工艺参数对磨削力的影响规律和程度;最后对深小孔入孔表面圆度误差进行评定,对加工表面粗糙度信息进行了提取,分析磨削参数对加工表面质量的影响。本文首先采用楔形划擦划痕实验方法,对比有无超声振动作用下实际加工过程中材料的去除情况和磨削力变化规律。利用有限元软件LS-DY...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微晶云母陶瓷在航天零件上的应用
- 3 -(c) 划痕深度为 700nm1-2 激光共聚焦显微镜在不同划痕深度下的照分布在工件的表面下，而表面上观察到的纹，并从表面的划痕沟槽边缘扩散开来。态材料去除模式是获得微晶云母陶瓷优良验来说，如图 1-3(a)~(d)所示，两个划痕之间距。在划痕间距为 8μm，划痕深度大于互作用；而划痕间距小于 8μm 时划痕之间材料在两个划痕之间剥落，故双划痕的去
(c) 划痕间距为 5μm (d) 划痕间距为 8μm图 1-3 在不同间距下的双划痕照片，划痕深度同为 500nm[17]1.2.2 超声振动磨削加工技术国内外研究现状1.2.2.1 超声波加工技术的发展超声波第一次用于机械加工中是在 1927 年 Wood 和 Loomis 提出的，他们将高频的超声波(大约 70 千赫)应用到玻璃材料上，用磨削的方法研究玻璃基板上的材料去除。此外，在 1950 年，Balamuth 进一步研究工具与砂砾混合和材料的碰撞去除。与此相关的专利由其本人在 1945 年首先申请获得[18]。传统超声波加工，磨料颗粒以悬浮磨料的形式出现，在工作表面上发生撞击，从而导致材料的去除，如图 1-4 所示。2000 年国内学者王军[19]等人对热压 Si3N4展开了超声磨削加工，提出超声加工过程中，砂轮与工件在不接触的时间段内促进了磨削液的进入，从而排出切屑减少砂轮堵塞，降低了砂轮的修整时间，和普通磨削相比能显著提高磨削用量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]可加工微晶玻璃陶瓷磨削表面成形机制[J]. 马廉洁,巩亚东,顾立晨,王华,田俊超,李亮. 机械工程学报. 2017(15)
[2]碳化硅陶瓷的超声振动辅助磨削[J]. 刘立飞,张飞虎,刘民慧. 光学精密工程. 2015(08)
[3]基于光滑粒子流体动力学法单颗磨粒超声辅助磨削陶瓷材料的磨削力仿真研究[J]. 米召阳,梁志强,王西彬,周天丰,赵文祥,田梦. 兵工学报. 2015(06)
[4]旋转式超声波加工机理的有限元分析[J]. 纪宇,轧刚. 机械设计与制造. 2014(10)
[5]工程陶瓷脆性域旋转超声磨削加工切削力研究[J]. 魏士亮,赵鸿,薛开,荆君涛. 哈尔滨工程大学学报. 2014(08)
[6]用高转速微电极电解钻削深小孔[J]. 刘勇,曾永彬. 光学精密工程. 2014(03)
[7]完全烧结氧化锆牙科陶瓷材料的旋转超声加工实验研究[J]. 郑侃,肖行志,廖文和,刘红杰. 人工晶体学报. 2013(09)
[8]航空复杂壳体深小孔的高效精密加工技术[J]. 池宪,闫兵. 航空精密制造技术. 2012(03)
[9]小直径深孔加工技术在航空机载行业中的应用[J]. 彭琴,刘海华. 航空精密制造技术. 2012(03)
[10]旋转超声钻削的切削力数学模型及试验研究[J]. 张承龙,冯平法,吴志军,郁鼎文. 机械工程学报. 2011(15)
博士论文
[1]旋转超声波磨削制孔的切削力建模与试验研究[D]. 秦娜.大连理工大学 2011
[2]基于小波分析的测量信号处理技术研究[D]. 李翔.哈尔滨工业大学 2009
[3]工程陶瓷超声辅助固着磨料高效研磨机理及试验研究[D]. 焦锋.上海交通大学 2008
[4]旋转超声钻削先进陶瓷的基础研究[D]. 曾伟民.华侨大学 2006
硕士论文
[1]超声辅助单颗粒磨削力及去除机理研究[D]. 马国峰.河南理工大学 2016
[2]氮化硅陶瓷超声振动磨削机理及表面质量研究[D]. 周雪钢.哈尔滨工业大学 2011
[3]工程陶瓷超声磨削机理的研究[D]. 张松.东北大学 2009
本文编号：3610520
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微晶云母陶瓷在航天零件上的应用
- 3 -(c) 划痕深度为 700nm1-2 激光共聚焦显微镜在不同划痕深度下的照分布在工件的表面下，而表面上观察到的纹，并从表面的划痕沟槽边缘扩散开来。态材料去除模式是获得微晶云母陶瓷优良验来说，如图 1-3(a)~(d)所示，两个划痕之间距。在划痕间距为 8μm，划痕深度大于互作用；而划痕间距小于 8μm 时划痕之间材料在两个划痕之间剥落，故双划痕的去
(c) 划痕间距为 5μm (d) 划痕间距为 8μm图 1-3 在不同间距下的双划痕照片，划痕深度同为 500nm[17]1.2.2 超声振动磨削加工技术国内外研究现状1.2.2.1 超声波加工技术的发展超声波第一次用于机械加工中是在 1927 年 Wood 和 Loomis 提出的，他们将高频的超声波(大约 70 千赫)应用到玻璃材料上，用磨削的方法研究玻璃基板上的材料去除。此外，在 1950 年，Balamuth 进一步研究工具与砂砾混合和材料的碰撞去除。与此相关的专利由其本人在 1945 年首先申请获得[18]。传统超声波加工，磨料颗粒以悬浮磨料的形式出现，在工作表面上发生撞击，从而导致材料的去除，如图 1-4 所示。2000 年国内学者王军[19]等人对热压 Si3N4展开了超声磨削加工，提出超声加工过程中，砂轮与工件在不接触的时间段内促进了磨削液的进入，从而排出切屑减少砂轮堵塞，降低了砂轮的修整时间，和普通磨削相比能显著提高磨削用量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]可加工微晶玻璃陶瓷磨削表面成形机制[J]. 马廉洁,巩亚东,顾立晨,王华,田俊超,李亮. 机械工程学报. 2017(15)
[2]碳化硅陶瓷的超声振动辅助磨削[J]. 刘立飞,张飞虎,刘民慧. 光学精密工程. 2015(08)
[3]基于光滑粒子流体动力学法单颗磨粒超声辅助磨削陶瓷材料的磨削力仿真研究[J]. 米召阳,梁志强,王西彬,周天丰,赵文祥,田梦. 兵工学报. 2015(06)
[4]旋转式超声波加工机理的有限元分析[J]. 纪宇,轧刚. 机械设计与制造. 2014(10)
[5]工程陶瓷脆性域旋转超声磨削加工切削力研究[J]. 魏士亮,赵鸿,薛开,荆君涛. 哈尔滨工程大学学报. 2014(08)
[6]用高转速微电极电解钻削深小孔[J]. 刘勇,曾永彬. 光学精密工程. 2014(03)
[7]完全烧结氧化锆牙科陶瓷材料的旋转超声加工实验研究[J]. 郑侃,肖行志,廖文和,刘红杰. 人工晶体学报. 2013(09)
[8]航空复杂壳体深小孔的高效精密加工技术[J]. 池宪,闫兵. 航空精密制造技术. 2012(03)
[9]小直径深孔加工技术在航空机载行业中的应用[J]. 彭琴,刘海华. 航空精密制造技术. 2012(03)
[10]旋转超声钻削的切削力数学模型及试验研究[J]. 张承龙,冯平法,吴志军,郁鼎文. 机械工程学报. 2011(15)
博士论文
[1]旋转超声波磨削制孔的切削力建模与试验研究[D]. 秦娜.大连理工大学 2011
[2]基于小波分析的测量信号处理技术研究[D]. 李翔.哈尔滨工业大学 2009
[3]工程陶瓷超声辅助固着磨料高效研磨机理及试验研究[D]. 焦锋.上海交通大学 2008
[4]旋转超声钻削先进陶瓷的基础研究[D]. 曾伟民.华侨大学 2006
硕士论文
[1]超声辅助单颗粒磨削力及去除机理研究[D]. 马国峰.河南理工大学 2016
[2]氮化硅陶瓷超声振动磨削机理及表面质量研究[D]. 周雪钢.哈尔滨工业大学 2011
[3]工程陶瓷超声磨削机理的研究[D]. 张松.东北大学 2009
本文编号：3610520
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