陶瓷零件铣磨机床设计与动态性能研究
发布时间：2021-07-12 14:47
氧化锆陶瓷凭借着耐磨、耐酸、绝缘、耐高温、抗氧化等特点,已深入应用于医疗、电子、半导体、通讯终端设备等行业领域。因此陶瓷零件的高速高效加工成为相关发展的关键。氧化锆陶瓷材料是公认硬脆难加工材料,加工中出现效率低、易损伤等问题,因此对陶瓷加工机床提出了高的要求。本论文对陶瓷去除机理以及陶瓷铣磨加工特性进行分析,开展陶瓷铣磨机床设计建模与力学性能研究,通过模态测试实验对样机进行模态参数的采集,与理论分析相互验证找出薄弱环节,最终采用树脂混凝土填充结构对机床的动态性能进行优化,进行了理论与实验两方面对比验证。本研究有针对性的探讨了陶瓷加工对机床减振提出的要求并提出改善措施,具有一定的现实意义。主要研究内容如下:（1）对陶瓷铣磨机床的行业现状及背景进行介绍,对陶瓷铣磨加工的原理、去除机理、加工技术等进行阐述与研究,计算了氧化锆陶瓷在铣磨加工中的临界切削载荷与临界切削深度等关键参数。（2）确定机床的总体结构方案,对机床电主轴、进给系统等关键部件进行设计选型。利用solidworks三维建模软件将陶瓷铣磨机床整机完成三维设计建模,并通过AN SYS接口建立整机有限元模型、实施协同仿真。对陶瓷铣磨机...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
陶瓷材料应用案例Fig.1-1Ceramicmaterialapplicationcase
第一章 绪论提高不只对主轴提出了更高的要求，也对机床的刚度提出更高的要求。由此可见，对于陶瓷铣磨机床，最首要要解决的还是机床刚度、抗振抑振等问本课题来源于 2018 年东莞某数控机床企业的项目，项目名称：高速高效智能终陶瓷零件铣磨机床关键技术研究与产业化。该企业产品在量化生产时面临的主要问之一是在陶瓷工件的加工中机床的颤振引起加工失效或加工精度不足。该企业研发陶瓷加工机床在试加工时对氧化锆陶瓷平板件进行挖槽加工实验，加工 145 65 5.槽，主轴转速 24000r /min、进给速度 3m /min、吃刀深度 0.1m m。试加工效果如图所示。图中可见明显振纹，可知机床振动现象明显，影响加工效率，难以达到加工求。本课题将从陶瓷加工机床的机械本体结构动力学性能角度展开针对性研究。
光学法：激光加工等图 1-3 陶瓷加工方法分类Fig.1-3Classification of ceramic processing methods铣磨机床近年来市场上大量应用的陶瓷加工方法，是综合了铣削加头进行端面磨削硬脆材料的加工技术。高速电主轴带动磨金刚石磨粒对陶瓷工件进行高频、多刃的铣磨加工。北京机床展览会上展出了一款可用于陶瓷、玻璃等硬脆材料该机床将横梁和立柱设计为一体式部件，确保机床有足够的的难加工特性。在展会上该机床呈现了陶瓷夹具的加工过为应用磨棒对陶瓷工件进行端面铣磨加工，并应用了主轴和丝杆的冷却处理有效的提升加工精度、延长各配件的使
【参考文献】：
期刊论文
[1]玄武岩纤维对超高强混凝土力学性能的影响[J]. 杨智硕,陈明霞,叶梅新. 混凝土与水泥制品. 2019(02)
[2]ZrO2陶瓷的微波烧结制备及其性能[J]. 张帆,王鑫,张良,李芳,骈小璇,张锐. 硅酸盐学报. 2019(03)
[3]超声振动磨削工程陶瓷的磨削力试验研究[J]. 张能,魏昕,汪永超,谢小柱. 组合机床与自动化加工技术. 2019(01)
[4]超声ELID复合磨削陶瓷材料脆—塑性转变机理研究[J]. 李亚敏,李文星. 工业技术创新. 2018(06)
[5]Si3N4陶瓷旋转超声磨削加工中脆性域材料去除率研究[J]. 林凯,李永学,王刚,刘红,魏士亮. 航天制造技术. 2018(06)
[6]硬脆单晶材料塑性域去除机理研究进展[J]. 李琛,张飞虎,张宣,饶小双. 机械工程学报. 2019(03)
[7]变超声振动方向的平面磨削磨削力仿真及试验验证[J]. 王艳,秦琛,刘建国,彭水平,李德蔺. 系统仿真学报. 2018(08)
[8]硬脆材料微纳米压痕微尺度材料去除机理有限元仿真研究[J]. 杨亚鹏,陈晓晓,张亚,张文武. 工具技术. 2018(07)
[9]复合混凝土机床床身的设计[J]. 丁江民,彭世财. 机械制造. 2018(07)
[10]氮化硅陶瓷超声辅助铣磨中的温度变化[J]. 曹有为,乔国朝,张旭尧. 金刚石与磨料磨具工程. 2018(03)
博士论文
[1]钢纤维聚合物混凝土机床基础件静动态力学性能及损伤机理研究[D]. 徐平.辽宁工程技术大学 2006
硕士论文
[1]微型移动龙门数控铣床本体结构设计与优化[D]. 卢飞.重庆交通大学 2015
[2]铁氧体磁性材料超声振动铣磨机理及表面完整性研究[D]. 卓张志.哈尔滨工业大学 2014
[3]树脂混凝土构件的动态特性研究及其在大型数控龙门式平面磨床上的应用[D]. 段京虎.浙江工业大学 2008
[4]智能结构的自感知主动振动控制以及半主动振动控制的研究[D]. 季宏丽.南京航空航天大学 2007
本文编号：3280114
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
陶瓷材料应用案例Fig.1-1Ceramicmaterialapplicationcase
第一章 绪论提高不只对主轴提出了更高的要求，也对机床的刚度提出更高的要求。由此可见，对于陶瓷铣磨机床，最首要要解决的还是机床刚度、抗振抑振等问本课题来源于 2018 年东莞某数控机床企业的项目，项目名称：高速高效智能终陶瓷零件铣磨机床关键技术研究与产业化。该企业产品在量化生产时面临的主要问之一是在陶瓷工件的加工中机床的颤振引起加工失效或加工精度不足。该企业研发陶瓷加工机床在试加工时对氧化锆陶瓷平板件进行挖槽加工实验，加工 145 65 5.槽，主轴转速 24000r /min、进给速度 3m /min、吃刀深度 0.1m m。试加工效果如图所示。图中可见明显振纹，可知机床振动现象明显，影响加工效率，难以达到加工求。本课题将从陶瓷加工机床的机械本体结构动力学性能角度展开针对性研究。
光学法：激光加工等图 1-3 陶瓷加工方法分类Fig.1-3Classification of ceramic processing methods铣磨机床近年来市场上大量应用的陶瓷加工方法，是综合了铣削加头进行端面磨削硬脆材料的加工技术。高速电主轴带动磨金刚石磨粒对陶瓷工件进行高频、多刃的铣磨加工。北京机床展览会上展出了一款可用于陶瓷、玻璃等硬脆材料该机床将横梁和立柱设计为一体式部件，确保机床有足够的的难加工特性。在展会上该机床呈现了陶瓷夹具的加工过为应用磨棒对陶瓷工件进行端面铣磨加工，并应用了主轴和丝杆的冷却处理有效的提升加工精度、延长各配件的使
【参考文献】：
期刊论文
[1]玄武岩纤维对超高强混凝土力学性能的影响[J]. 杨智硕,陈明霞,叶梅新. 混凝土与水泥制品. 2019(02)
[2]ZrO2陶瓷的微波烧结制备及其性能[J]. 张帆,王鑫,张良,李芳,骈小璇,张锐. 硅酸盐学报. 2019(03)
[3]超声振动磨削工程陶瓷的磨削力试验研究[J]. 张能,魏昕,汪永超,谢小柱. 组合机床与自动化加工技术. 2019(01)
[4]超声ELID复合磨削陶瓷材料脆—塑性转变机理研究[J]. 李亚敏,李文星. 工业技术创新. 2018(06)
[5]Si3N4陶瓷旋转超声磨削加工中脆性域材料去除率研究[J]. 林凯,李永学,王刚,刘红,魏士亮. 航天制造技术. 2018(06)
[6]硬脆单晶材料塑性域去除机理研究进展[J]. 李琛,张飞虎,张宣,饶小双. 机械工程学报. 2019(03)
[7]变超声振动方向的平面磨削磨削力仿真及试验验证[J]. 王艳,秦琛,刘建国,彭水平,李德蔺. 系统仿真学报. 2018(08)
[8]硬脆材料微纳米压痕微尺度材料去除机理有限元仿真研究[J]. 杨亚鹏,陈晓晓,张亚,张文武. 工具技术. 2018(07)
[9]复合混凝土机床床身的设计[J]. 丁江民,彭世财. 机械制造. 2018(07)
[10]氮化硅陶瓷超声辅助铣磨中的温度变化[J]. 曹有为,乔国朝,张旭尧. 金刚石与磨料磨具工程. 2018(03)
博士论文
[1]钢纤维聚合物混凝土机床基础件静动态力学性能及损伤机理研究[D]. 徐平.辽宁工程技术大学 2006
硕士论文
[1]微型移动龙门数控铣床本体结构设计与优化[D]. 卢飞.重庆交通大学 2015
[2]铁氧体磁性材料超声振动铣磨机理及表面完整性研究[D]. 卓张志.哈尔滨工业大学 2014
[3]树脂混凝土构件的动态特性研究及其在大型数控龙门式平面磨床上的应用[D]. 段京虎.浙江工业大学 2008
[4]智能结构的自感知主动振动控制以及半主动振动控制的研究[D]. 季宏丽.南京航空航天大学 2007
本文编号：3280114
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