蓝宝石超声辅助磨削的实验研究
发布时间：2020-12-03 02:49
蓝宝石由于具有优越的机械、物理、光学性能,而在航空航天及民用领域得到应用。而在这些应用中,都需要对蓝宝石进行高效精密加工,但由于蓝宝石的高硬脆性,使其在磨削加工中很难实现,大量的研究表明:在磨削过程中施加超声振动不仅可以提高加工效率,也可以提高工件表面质量,因此本课题提出对蓝宝石材料进行超声辅助磨削研究,以揭示蓝宝石超声辅助磨削机理。本文对蓝宝石展开超声辅助磨削实验研究,对比有无超声振动和不同方向超声振动时的磨削效果,主要从超声辅助磨削的运动学分析以及超声辅助磨削蓝宝石的磨削特性,再结合表面形貌及缺陷特征,分析了超声辅助磨削对蓝宝石加工的影响,具体研究成果如下:(1)对三个方向施加超声振动时磨粒的运动轨迹进行了仿真与建模,分析了磨粒与工件的运动作用过程。轴向超声磨削单颗磨粒的运动轨迹长于普通磨削,磨屑平均截断面积比普通磨削要小,磨粒的磨削宽度变大;径向超声磨削时,单颗磨粒会与工件表面产生分离,砂轮表面有效磨粒数会减少;切向超声磨削时,砂轮会在工件表面反复熨压,单颗磨粒也会和工件表面发生分离。(2)与普通磨削相比,施加超声振动后,蓝宝石的磨削力,磨削力比和比磨削能都得到了降低。其中径向超...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
蓝宝石材料的应用
在各个应用领域中，都需要对蓝宝石进行高效精密加工属于蓝宝石精密加工的一种，但由于蓝宝石的高硬脆性，对其很难获得理想的加工效率和优越的表面质量。外研究结果表明超声辅助磨削技术在硬脆材料加工方面有着独实磨削过程中施加超声振动可以提高材料去除率，降低加工时工件加工表面质量和降低表面损伤，最终实现材料的高效精密，本课题提出对蓝宝石材料进行超声辅助磨削的实验研究，揭蓝宝石的磨削机理，提高蓝宝石的去除效率和表面质量，从而的应用需要。石材料的结构特性石的主要成分是氧化铝，分子式是 α-Al2O3，其中 Al 原子和 O互连接。蓝宝石晶体是一种简单的配位型氧化物[10]，表现为各向晶体结构如图 1.2 所示，属于六方晶系，晶格参数 a=b=0.47nm，α=β=90°，γ=120°。
第 2 章 超声辅助磨削的运动学分析超声辅助磨削是一种将普通磨削加工与超声振动相结合的特种加工技术。在磨削过程中，通过对工件或者砂轮施加高频振动，从而改变了工件与砂轮表面磨粒的作用方式。本章主要根据不同方向施加超声磨粒的运动特点，建立磨粒与工件的相对运动模型，然后基于模型，分析不同方向磨粒与工件的相互作用过程，从理论上分析不同方向超声振动的作用机理。2.1 超声辅助磨削类型的分类平面磨削中给工件施加超声振动，根据工件与砂轮的相对位置，可以分为三种方向：(a) 与砂轮主轴方向平行的轴向超声振动；(b) 与砂轮进给方向平行的径向超声振动；(c) 与工件运动方向平行的切向超声振动。如图 2.1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]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)
[3]超声辅助磨削碳化硅铝基复合材料改善砂轮堵塞的实验研究[J]. 向道辉,马国峰,张玉龙,梁松,周直昆,张磊. 制造技术与机床. 2015(06)
[4]超声ELID复合磨削磨削力模型研究[J]. 赵波,刘折,郑友益,卞平艳. 宇航材料工艺. 2014(04)
[5]基于冲击原理的磨削接触区及磨削力建模[J]. 修世超,刘明贺,张修铭,白斌. 东北大学学报(自然科学版). 2014(02)
[6]纳米结构陶瓷涂层磨削力的研究[J]. 刘伟香,周忠于. 机械制造与自动化. 2012(01)
[7]国内LED衬底材料的应用现状及发展趋势[J]. 高慧莹. 电子工业专用设备. 2011(07)
[8]超声振动辅助磨削技术的现状与新进展[J]. 梁志强,王西彬,吴勇波,栗勇,赵文祥,庞思勤. 兵工学报. 2010(11)
[9]垂直于工件平面的二维超声振动辅助磨削单晶硅表面形成机制的试验研究[J]. 梁志强,王西彬,吴勇波,赵文祥,彭云峰. 机械工程学报. 2010(19)
[10]超声振动辅助磨削NdFeB永磁材料磨削力试验研究[J]. 张洪丽,张建华. 机械设计与制造. 2010(05)
博士论文
[1]淬硬钢磨削白层的形成机理研究[D]. 黄向明.湖南大学 2011
[2]超声振动辅助磨削技术及机理研究[D]. 张洪丽.山东大学 2007
[3]纳米结构陶瓷涂层精密磨削机理及仿真预报技术的研究[D]. 邓朝晖.湖南大学 2004
硕士论文
[1]纳米硬质合金高速深磨工艺试验研究[D]. 蒋福星.湖南大学 2014
[2]单晶蓝宝石的延性研磨加工研究[D]. 周平.浙江工业大学 2010
[3]钛合金TC4超高速磨削表面完整性的研究[D]. 肖鹏.湖南大学 2009
[4]蓝宝石晶片超光滑加工技术研究[D]. 徐安民.苏州大学 2007
[5]纳米结构WC/Co涂层的精密磨削及磨削后磨损性能研究[D]. 程锋.湖南大学 2006
本文编号：2895867
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
蓝宝石材料的应用
在各个应用领域中，都需要对蓝宝石进行高效精密加工属于蓝宝石精密加工的一种，但由于蓝宝石的高硬脆性，对其很难获得理想的加工效率和优越的表面质量。外研究结果表明超声辅助磨削技术在硬脆材料加工方面有着独实磨削过程中施加超声振动可以提高材料去除率，降低加工时工件加工表面质量和降低表面损伤，最终实现材料的高效精密，本课题提出对蓝宝石材料进行超声辅助磨削的实验研究，揭蓝宝石的磨削机理，提高蓝宝石的去除效率和表面质量，从而的应用需要。石材料的结构特性石的主要成分是氧化铝，分子式是 α-Al2O3，其中 Al 原子和 O互连接。蓝宝石晶体是一种简单的配位型氧化物[10]，表现为各向晶体结构如图 1.2 所示，属于六方晶系，晶格参数 a=b=0.47nm，α=β=90°，γ=120°。
第 2 章 超声辅助磨削的运动学分析超声辅助磨削是一种将普通磨削加工与超声振动相结合的特种加工技术。在磨削过程中，通过对工件或者砂轮施加高频振动，从而改变了工件与砂轮表面磨粒的作用方式。本章主要根据不同方向施加超声磨粒的运动特点，建立磨粒与工件的相对运动模型，然后基于模型，分析不同方向磨粒与工件的相互作用过程，从理论上分析不同方向超声振动的作用机理。2.1 超声辅助磨削类型的分类平面磨削中给工件施加超声振动，根据工件与砂轮的相对位置，可以分为三种方向：(a) 与砂轮主轴方向平行的轴向超声振动；(b) 与砂轮进给方向平行的径向超声振动；(c) 与工件运动方向平行的切向超声振动。如图 2.1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]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)
[3]超声辅助磨削碳化硅铝基复合材料改善砂轮堵塞的实验研究[J]. 向道辉,马国峰,张玉龙,梁松,周直昆,张磊. 制造技术与机床. 2015(06)
[4]超声ELID复合磨削磨削力模型研究[J]. 赵波,刘折,郑友益,卞平艳. 宇航材料工艺. 2014(04)
[5]基于冲击原理的磨削接触区及磨削力建模[J]. 修世超,刘明贺,张修铭,白斌. 东北大学学报(自然科学版). 2014(02)
[6]纳米结构陶瓷涂层磨削力的研究[J]. 刘伟香,周忠于. 机械制造与自动化. 2012(01)
[7]国内LED衬底材料的应用现状及发展趋势[J]. 高慧莹. 电子工业专用设备. 2011(07)
[8]超声振动辅助磨削技术的现状与新进展[J]. 梁志强,王西彬,吴勇波,栗勇,赵文祥,庞思勤. 兵工学报. 2010(11)
[9]垂直于工件平面的二维超声振动辅助磨削单晶硅表面形成机制的试验研究[J]. 梁志强,王西彬,吴勇波,赵文祥,彭云峰. 机械工程学报. 2010(19)
[10]超声振动辅助磨削NdFeB永磁材料磨削力试验研究[J]. 张洪丽,张建华. 机械设计与制造. 2010(05)
博士论文
[1]淬硬钢磨削白层的形成机理研究[D]. 黄向明.湖南大学 2011
[2]超声振动辅助磨削技术及机理研究[D]. 张洪丽.山东大学 2007
[3]纳米结构陶瓷涂层精密磨削机理及仿真预报技术的研究[D]. 邓朝晖.湖南大学 2004
硕士论文
[1]纳米硬质合金高速深磨工艺试验研究[D]. 蒋福星.湖南大学 2014
[2]单晶蓝宝石的延性研磨加工研究[D]. 周平.浙江工业大学 2010
[3]钛合金TC4超高速磨削表面完整性的研究[D]. 肖鹏.湖南大学 2009
[4]蓝宝石晶片超光滑加工技术研究[D]. 徐安民.苏州大学 2007
[5]纳米结构WC/Co涂层的精密磨削及磨削后磨损性能研究[D]. 程锋.湖南大学 2006
本文编号：2895867
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