旋碾法制备超硬金属基切割片及其测试方法的研究
发布时间：2021-05-10 04:19
超硬金属基切割片在硅片、晶体等贵重、脆硬材料切割加工领域应用广泛,其制备方法主要有烧结、电镀和钎焊等,但是这些传统制备工艺存在诸多缺陷,例如烧结高温容易灼伤金刚石、电镀产品基体对金刚石的把持力较低、钎焊高温容易灼伤金刚石等,无法满足应用要求,因此本课题提出了一种新的超硬金属基切割片的制备方法,即旋碾法。本课题首先进行了手动旋碾机的设计,为课题实验研究奠定设备基础,并利用数值模拟与实验相结合的方法对课题展开研究,分析了旋碾模具结构、旋碾压力和旋碾圈数对模拟及实验结果的影响,并针对旋碾法制备的试样的磨削性能测试要求,对DHM-3型磨耗比测定仪进行改进。通过数值模拟分析了旋碾模具结构、旋碾压力和旋碾圈数对坯料所受等效应变的影响,探索了平面模具结构、曲面凹槽模具结构及不同角度曲面凹槽模具结构等对坯料所受等效应变的影响,总结了不同旋碾压力、不同旋碾圈数对坯料所受等效应变的变化规律。通过旋碾实验分析了旋碾模具结构、旋碾压力和旋碾圈数对坯料成型及分布的影响,探索了平面模具结构、曲面凹槽模具结构及不同角度曲面凹槽模具结构对坯料成型及分布的影响,总结了不同旋碾压力、不同旋碾圈数对坯料成型尺寸及成型件相对...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 超硬金属基切割片研究背景
1.1.2 磨削测试实验机床研究背景
1.2 超硬金属基切割片研究现状
1.2.1 金属结合剂粉末体系
1.2.2 结合剂与金刚石界面结合特性
1.2.3 金刚石的有序排列
1.2.4 制备工艺
1.3 磨削测试实验机床研究现状
1.3.1 测试设备
1.3.2 磨削加载方式
1.4 课题意义与主要研究内容
第2章 手动旋碾机的设计
2.1 引言
2.2 方案设计
2.2.1 驱动方式的选取
2.2.2 旋碾模具的选取
2.2.3 手动旋碾机整体布局
2.3 手动旋碾机三维布局及辅助造型设计
2.3.1 Unigraphics NX软件简介
2.3.2 手动旋碾机三维参数化建模
2.4 手动旋碾机理论承载力计算
2.5 本章小结
第3章 铜粉旋碾有限元模拟
3.1 粉体有限元理论
3.1.1 粉体变形力学的基本方程
3.1.2 变形体的虚功原理
3.1.3 粉体材料的变分原理
3.2 铜粉旋碾有限元模拟
3.2.1 DEFORM-3D软件的介绍
3.2.2 有限元模型建立
3.2.3 旋碾模拟结果与分析
3.3 模具结构对旋碾模拟结果的影响
3.3.1 曲面凹槽结构对模拟结果的影响
3.3.2 其他曲面凹槽结构对模拟结果的影响
3.3.3 平面结构对模拟结果的影响
3.3.4 结果与讨论
3.4 不同旋碾工艺参数对模拟结果的影响
3.4.1 压力的影响
3.4.2 旋碾圈数的影响
3.5 本章小结
第4章 旋碾实验研究
4.1 模具结构对旋碾实验结果的影响
4.1.1 上模具曲面凹槽结构旋碾实验
4.1.2 其他曲面凹槽结构旋碾实验
4.1.3 上模具平面结构旋碾实验
4.1.4 结果与讨论
4.2 旋碾参数对旋碾结果的影响
4.2.1 压力对旋碾实验结果的影响
4.2.2 旋碾圈数对旋碾实验结果的影响
4.2.3 转速对旋碾实验结果的影响
4.2.4 结果与讨论
4.3 Cu-金刚石旋碾实验研究
4.3.1 铜板-金刚石旋碾实验
4.3.2 铜粉-金刚石旋碾实验
4.3.3 结果与讨论
4.4 本章小结
第5章 磨削性能测试方法研究及设备改进
5.1 前言
5.1.1 DHM-3型磨耗比测定仪概述
5.1.2 改进方案设计
5.2 DHM-3横向加载机构结构设计
5.2.1 设计要求
5.2.2 加载方式的选取
5.2.3 横向加载机构三维参数化建模
5.2.4 DHM-3横向加载机构装配图三维参数化建模
5.3 DHM-3机床关键结构模态分析与结构优化
5.3.1 模态分析简介
5.3.2 DHM-3机架有限元模态分析
5.3.3 DHM-3电主轴座有限元模态分析
5.4 DHM-3型磨耗比测定仪其他改进设想
5.4.1 磨削线速度
5.4.2 磨削温度
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
本文编号：3178667
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 超硬金属基切割片研究背景
1.1.2 磨削测试实验机床研究背景
1.2 超硬金属基切割片研究现状
1.2.1 金属结合剂粉末体系
1.2.2 结合剂与金刚石界面结合特性
1.2.3 金刚石的有序排列
1.2.4 制备工艺
1.3 磨削测试实验机床研究现状
1.3.1 测试设备
1.3.2 磨削加载方式
1.4 课题意义与主要研究内容
第2章 手动旋碾机的设计
2.1 引言
2.2 方案设计
2.2.1 驱动方式的选取
2.2.2 旋碾模具的选取
2.2.3 手动旋碾机整体布局
2.3 手动旋碾机三维布局及辅助造型设计
2.3.1 Unigraphics NX软件简介
2.3.2 手动旋碾机三维参数化建模
2.4 手动旋碾机理论承载力计算
2.5 本章小结
第3章 铜粉旋碾有限元模拟
3.1 粉体有限元理论
3.1.1 粉体变形力学的基本方程
3.1.2 变形体的虚功原理
3.1.3 粉体材料的变分原理
3.2 铜粉旋碾有限元模拟
3.2.1 DEFORM-3D软件的介绍
3.2.2 有限元模型建立
3.2.3 旋碾模拟结果与分析
3.3 模具结构对旋碾模拟结果的影响
3.3.1 曲面凹槽结构对模拟结果的影响
3.3.2 其他曲面凹槽结构对模拟结果的影响
3.3.3 平面结构对模拟结果的影响
3.3.4 结果与讨论
3.4 不同旋碾工艺参数对模拟结果的影响
3.4.1 压力的影响
3.4.2 旋碾圈数的影响
3.5 本章小结
第4章 旋碾实验研究
4.1 模具结构对旋碾实验结果的影响
4.1.1 上模具曲面凹槽结构旋碾实验
4.1.2 其他曲面凹槽结构旋碾实验
4.1.3 上模具平面结构旋碾实验
4.1.4 结果与讨论
4.2 旋碾参数对旋碾结果的影响
4.2.1 压力对旋碾实验结果的影响
4.2.2 旋碾圈数对旋碾实验结果的影响
4.2.3 转速对旋碾实验结果的影响
4.2.4 结果与讨论
4.3 Cu-金刚石旋碾实验研究
4.3.1 铜板-金刚石旋碾实验
4.3.2 铜粉-金刚石旋碾实验
4.3.3 结果与讨论
4.4 本章小结
第5章 磨削性能测试方法研究及设备改进
5.1 前言
5.1.1 DHM-3型磨耗比测定仪概述
5.1.2 改进方案设计
5.2 DHM-3横向加载机构结构设计
5.2.1 设计要求
5.2.2 加载方式的选取
5.2.3 横向加载机构三维参数化建模
5.2.4 DHM-3横向加载机构装配图三维参数化建模
5.3 DHM-3机床关键结构模态分析与结构优化
5.3.1 模态分析简介
5.3.2 DHM-3机架有限元模态分析
5.3.3 DHM-3电主轴座有限元模态分析
5.4 DHM-3型磨耗比测定仪其他改进设想
5.4.1 磨削线速度
5.4.2 磨削温度
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
本文编号：3178667
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