钎焊聚晶CBN砂轮磨损演变与微破碎行为研究
发布时间：2022-02-11 10:08
聚晶CBN磨粒由微晶CBN颗粒通过AlN结合剂粘结在高温高压下烧结而成。理论上,聚晶CBN磨粒由于特殊的微观结构在磨损过程中容易发生微破碎,从而去除钝化的微晶颗粒并形成新的微切削刃而自锐,砂轮能够长时稳定地保持高锋利度。然而,针对聚晶CBN磨粒自锐现象的已有研究仍主要停留在试验层面,缺乏对磨粒磨损状态进行定量表征的方法,对磨粒破碎机理以及如何通过微破碎行为保持砂轮高锋利度的认识也严重不足。有鉴于此,本文拟对单颗聚晶CBN磨粒及其砂轮的实际磨损状态进行定量表征,并结合仿真与试验阐明聚晶CBN磨粒微结构对磨粒破碎的影响,揭示聚晶CBN磨粒的破碎机理,探究磨粒破碎行为对聚晶CBN砂轮磨削性能的影响。本文的主要研究工作与取得的成果如下:（1）划分了单颗磨粒磨损演变过程的不同阶段,阐明了磨削速度与单颗磨粒切厚对聚晶CBN磨粒破碎的影响规律。结果显示,聚晶CBN磨粒的完整磨损过程可分为初始-稳定-剧烈磨损三阶段;与单晶磨粒相比,聚晶CBN磨粒通过微破碎能更加长时稳定地保持磨粒锋利度。磨削速度增大促使聚晶磨粒更快磨损,但磨粒微破碎亦有利于保持砂轮高锋利度;单颗磨粒切厚过大时会增加材料去除量,过小时则...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钎焊CBN砂轮的磨损形式
南京航空航天大学硕士学位论文通过结合剂粘结在高温高压下烧结而成，如图 1.2 所示。由于这一特殊的微观结构，聚晶 CBN磨粒获得了宏观层面上的各向同性，改变了材料性能。在磨粒表面磨钝时，微晶颗粒界面处的AlN 结合剂在较大磨削负荷的作用下会产生断裂并使钝化的微晶颗粒从磨粒上脱落，有助于发生一致、均匀的微破碎以实现砂轮自锐，从而确保砂轮获得长时稳定的高锋利度。Y. Ichida 等[27]使用粒径为 5~10μm 的超细微晶 CBN 颗粒与 AlN 结合剂烧结制成聚晶 CBN 磨粒，并以此制作了聚晶 CBN 砂轮。研究发现，在相同的试验条件下，聚晶 CBN 砂轮比单晶 CBN 砂轮得到的磨削力更小、磨削比更大，在磨削过程中能够较好地保持砂轮锋利度与磨削性能。正是由于这些优势，国内外众多学者开始研究聚晶 CBN 磨料与工具，并取得了一定成果。然而，目前针对聚晶 CBN 磨粒自锐现象的研究仍然停留在试验层面，缺乏对磨粒磨损状态进行定量表征的方法，缺少对磨粒破碎机理以及微破碎行为如何保持的研究。因此，对聚晶 CBN 磨粒磨损过程的定量表征以及微破碎机理的研究与控制成为亟待解决的难题。
并记录不同磨粒形貌下磨削过程中的磨粒高度、锋利度等数据变化。单颗磨粒磨损试验平台如图2.1 所示。图 2.1 单颗聚晶 CBN 磨粒磨损试验平台示意图试验所选用的磨床为德国 BLOHM 公司所产的 PROFIMAT MT-408 高速平面精密磨床，该型号磨床及辅助装置的主要参数列于表 2.1。由于砂轮在旋转过程中会发生膨胀，使得砂轮静止时的切深往往小于砂轮旋转过程中的切深，对单点接触的单颗磨粒砂轮影响更大，因此在每次磨削之前都需要进行对刀。在本试验中，使用声发射信号传感器（型号：DITTELAE6000）进
【参考文献】：
期刊论文
[1]单层磨料砂轮修整及修整阈值控制试验研究[J]. 冯克明,师超钰,朱建辉,赵金坠. 机械工程学报. 2018(13)
[2]超声振动螺线磨削表面微观形貌建模与仿真研究[J]. 王秋燕,梁志强,王西彬,周天丰,赵文祥,吴勇波,焦黎. 机械工程学报. 2017(19)
[3]纳米孪晶立方氮化硼机械研磨机理研究[J]. 靳田野,陈俊云,赵明慧,王金虎,赵清亮,鹿玲. 机械工程学报. 2016(05)
[4]树脂基圆弧金刚石砂轮的在位精密成形修整技术[J]. 陈冰,郭兵,赵清亮,王金虎,葛成. 机械工程学报. 2016(11)
[5]电镀金刚石微磨具磨损机理分析与试验研究[J]. 温雪龙,巩亚东,程军,巴德纯. 机械工程学报. 2015(11)
[6]多孔复合结合剂立方氮化硼砂轮磨损特性[J]. 陈珍珍,徐九华,丁文锋,马昌玉. 机械工程学报. 2014(17)
[7]基于多颗磨粒随机分布的虚拟砂轮建模及磨削力预测[J]. 张祥雷,姚斌,冯伟,沈志煌. 航空学报. 2014(12)
[8]钛合金TC4高速切削刀具磨损的有限元仿真[J]. 陈燕,杨树宝,傅玉灿,徐九华,苏宏华. 航空学报. 2013(09)
[9]超硬微结构表面模具的精密磨削加工技术[J]. 郭兵,赵清亮,JACKSON Mark J,赵玲玲. 机械工程学报. 2011(23)
[10]快速点磨削侧边接触层模型及CBN砂轮磨损特性[J]. 修世超,蔡光起. 机械工程学报. 2010(03)
硕士论文
[1]面向单层钎焊砂轮的多晶CBN磨粒破碎机理研究[D]. 黄鑫.南京航空航天大学 2018
[2]单层钎焊多晶CBN砂轮自锐行为研究[D]. 苗情.南京航空航天大学 2014
[3]单层钎焊多晶立方氮化硼砂轮的制备及性能研究[D]. 张斌.南京航空航天大学 2012
[4]超高速陶瓷CBN砂轮磨损仿真研究[D]. 李健.东北大学 2011
本文编号：3620086
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钎焊CBN砂轮的磨损形式
南京航空航天大学硕士学位论文通过结合剂粘结在高温高压下烧结而成，如图 1.2 所示。由于这一特殊的微观结构，聚晶 CBN磨粒获得了宏观层面上的各向同性，改变了材料性能。在磨粒表面磨钝时，微晶颗粒界面处的AlN 结合剂在较大磨削负荷的作用下会产生断裂并使钝化的微晶颗粒从磨粒上脱落，有助于发生一致、均匀的微破碎以实现砂轮自锐，从而确保砂轮获得长时稳定的高锋利度。Y. Ichida 等[27]使用粒径为 5~10μm 的超细微晶 CBN 颗粒与 AlN 结合剂烧结制成聚晶 CBN 磨粒，并以此制作了聚晶 CBN 砂轮。研究发现，在相同的试验条件下，聚晶 CBN 砂轮比单晶 CBN 砂轮得到的磨削力更小、磨削比更大，在磨削过程中能够较好地保持砂轮锋利度与磨削性能。正是由于这些优势，国内外众多学者开始研究聚晶 CBN 磨料与工具，并取得了一定成果。然而，目前针对聚晶 CBN 磨粒自锐现象的研究仍然停留在试验层面，缺乏对磨粒磨损状态进行定量表征的方法，缺少对磨粒破碎机理以及微破碎行为如何保持的研究。因此，对聚晶 CBN 磨粒磨损过程的定量表征以及微破碎机理的研究与控制成为亟待解决的难题。
并记录不同磨粒形貌下磨削过程中的磨粒高度、锋利度等数据变化。单颗磨粒磨损试验平台如图2.1 所示。图 2.1 单颗聚晶 CBN 磨粒磨损试验平台示意图试验所选用的磨床为德国 BLOHM 公司所产的 PROFIMAT MT-408 高速平面精密磨床，该型号磨床及辅助装置的主要参数列于表 2.1。由于砂轮在旋转过程中会发生膨胀，使得砂轮静止时的切深往往小于砂轮旋转过程中的切深，对单点接触的单颗磨粒砂轮影响更大，因此在每次磨削之前都需要进行对刀。在本试验中，使用声发射信号传感器（型号：DITTELAE6000）进
【参考文献】：
期刊论文
[1]单层磨料砂轮修整及修整阈值控制试验研究[J]. 冯克明,师超钰,朱建辉,赵金坠. 机械工程学报. 2018(13)
[2]超声振动螺线磨削表面微观形貌建模与仿真研究[J]. 王秋燕,梁志强,王西彬,周天丰,赵文祥,吴勇波,焦黎. 机械工程学报. 2017(19)
[3]纳米孪晶立方氮化硼机械研磨机理研究[J]. 靳田野,陈俊云,赵明慧,王金虎,赵清亮,鹿玲. 机械工程学报. 2016(05)
[4]树脂基圆弧金刚石砂轮的在位精密成形修整技术[J]. 陈冰,郭兵,赵清亮,王金虎,葛成. 机械工程学报. 2016(11)
[5]电镀金刚石微磨具磨损机理分析与试验研究[J]. 温雪龙,巩亚东,程军,巴德纯. 机械工程学报. 2015(11)
[6]多孔复合结合剂立方氮化硼砂轮磨损特性[J]. 陈珍珍,徐九华,丁文锋,马昌玉. 机械工程学报. 2014(17)
[7]基于多颗磨粒随机分布的虚拟砂轮建模及磨削力预测[J]. 张祥雷,姚斌,冯伟,沈志煌. 航空学报. 2014(12)
[8]钛合金TC4高速切削刀具磨损的有限元仿真[J]. 陈燕,杨树宝,傅玉灿,徐九华,苏宏华. 航空学报. 2013(09)
[9]超硬微结构表面模具的精密磨削加工技术[J]. 郭兵,赵清亮,JACKSON Mark J,赵玲玲. 机械工程学报. 2011(23)
[10]快速点磨削侧边接触层模型及CBN砂轮磨损特性[J]. 修世超,蔡光起. 机械工程学报. 2010(03)
硕士论文
[1]面向单层钎焊砂轮的多晶CBN磨粒破碎机理研究[D]. 黄鑫.南京航空航天大学 2018
[2]单层钎焊多晶CBN砂轮自锐行为研究[D]. 苗情.南京航空航天大学 2014
[3]单层钎焊多晶立方氮化硼砂轮的制备及性能研究[D]. 张斌.南京航空航天大学 2012
[4]超高速陶瓷CBN砂轮磨损仿真研究[D]. 李健.东北大学 2011
本文编号：3620086
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