复杂流动池超声振动砂带磨削技术的研究
发布时间：2023-01-26 03:26
随着科学技术的发展,硬脆材料因其有独特的优势而得到重视,比如陶瓷材料的耐高温性广泛应用于航空航天,单晶硅的单向导电性应用于集成电路的制作,金刚石材料的高硬度和耐磨性多用于金属材料的切削等。石英玻璃作为典型的硬脆材料,其高透光性能够制成光学镜片,并且医学流动池等腔体类产品也多为石英玻璃制品。本论文在探究石英玻璃各种加工方法优缺点基础上,以及二维超声振动易产生耦合的现象,选用分离式二维超声振动开式砂带磨削方式。根据砂带磨粒运动轨迹方程进行磨粒路径分析和仿真,并对材料去除机理进行分析;对二维超声振动相位差进行理论分析,得出相位差为p2/时,磨粒与工件有更大的材料去除率,以及越容易使工件材料处于塑性域去除阶段;根据各个加工参数建立材料去除模型,发现磨粒磨削深度和进给速度增大,磨粒磨削厚度增大;椭圆振动幅值增大,磨粒磨削厚度减小;而过度增大径向振幅,磨粒磨削厚度趋于稳定。利用砂带磨粒磨损以及磨粒受力确定砂带转速;通过分析砂带单次超声振动去除材料体积和工件表面粗糙度,以及磨粒容屑效果,选定砂带磨粒数为600#,并选取水基磨削液作为磨削环境。根据动力学方程对阶梯型变幅杆、矩形块以及圆柱形工具头进行设...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 石英玻璃超精密加工技术现状
1.2.1 磨削加工技术
1.2.2 微铣削加工技术
1.2.3 切削加工技术
1.2.4 特种加工技术
1.3 存在的问题与加工方法选择
1.4 本课题的主要研究内容
第2章 超声振动砂带磨削加工方法分析
2.1 超声振动砂带磨削技术原理
2.1.1 椭圆振动轨迹理论计算及轨迹仿真
2.1.2 椭圆振动轨迹仿真
2.2 椭圆振动砂带磨削材料去除模型的建立
2.2.1 材料去除机理
2.2.2 椭圆振动相位确定
2.2.3 砂带磨粒粒径的选择
2.2.4 材料去除厚度与各个加工参数的关系式建立
2.3 砂带转速确定
2.3.1 砂带磨损过程分析
2.3.2 砂带磨粒力学模型建立
2.3.3 砂带磨损数学模型建立
2.3.4 砂带磨损率模型建立
2.4 磨削条件选择
2.5 本章小结
第3章 超声椭圆振动设备的研制及性能测试
3.1 超声振动砂带磨削系统构成
3.2 装置设计及分析
3.2.1 变幅杆振动理论
3.2.2 带有加工工具复合形变幅杆设计分析
3.3 性能测试实验
3.3.1 复合变幅杆超声振动频率性能测量
3.3.2 复合变幅杆超声振动位移性能测量
3.3.3 椭圆合成测量
3.4 本章小结
第4章 石英玻璃磨削试验及分析
4.1 二维超声椭圆振动砂带装置的搭建
4.2 实验方案
4.2.1 磨削深度对石英玻璃表面粗糙度影响
4.2.2 石英玻璃进给速度对石英玻璃表面粗糙度影响
4.2.3 振幅a对石英玻璃表面粗糙度影响
4.2.4 振幅b对石英玻璃表面粗糙度影响
4.3 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
作者简介及科研经历
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电镀金刚石砂带的钢化玻璃磨边试验研究[J]. 王生,高超,吴国荣,王会. 工具技术. 2017(11)
[2]倒梯形腔体接收器的结构设计及光学性能[J]. 王志敏,田瑞,齐井超,李培涛,卫强. 光学学报. 2017(12)
[3]石英玻璃旋转超声铣削表面质量研究[J]. 田传鑫,陈晓晓,张文武,关世玺,王浩,黄亿辉. 制造技术与机床. 2017(06)
[4]基于ANSYS的石英玻璃超声振动辅助微磨削温度场研究[J]. 王克军,王力影,杨立军,张晖,杨丽. 科学技术与工程. 2016(12)
[5]石英玻璃的热辅助高效塑性域干磨削[J]. 王伟,姚鹏,王军,黄传真,朱洪涛. 光学精密工程. 2016(01)
[6]中国高纯石英技术现状与发展前景[J]. 汪灵,党陈萍,李彩侠,王艳,魏玉燕,夏瑾卓,潘俊良. 地学前缘. 2014(05)
[7]细长轴闭式砂带磨削表面粗糙度的试验研究[J]. 李虹,韩霄. 机械设计与制造. 2014(01)
[8]电镀金刚石砂轮高效精密修整及熔融石英磨削试验研究[J]. 赵清亮,赵玲玲,王宇,孟琦. 机械工程学报. 2013(23)
[9]超声砂带磨削TiC-TiB2复合陶瓷表面质量试验研究[J]. 罗志海,杨润泽. 机械设计与制造. 2012(06)
[10]Micro/nano Indentation and Single Grit Diamond Grinding Mechanism on Ultra Pure Fused Silica[J]. ZHAO Qingliang1,GUO Bing1,*,STEPHENSIN David2,and CORBETT John3 1 School of Mechatronics Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China 2 Materials Department,Cranfield University,Cranfield Bedford MK43 0AL,UK 3 School of Applied Sciences,Cranfield University,Cranfield Bedford MK43 0AL,UK Received February 2,2010;revised November 9,2010;accepted February 28,2011;published electronically November 20,2011. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2011(06)
博士论文
[1]基于接触理论的精准砂带磨削基础研究[D]. 王亚杰.重庆大学 2015
硕士论文
[1]基于材料去除机理的石英玻璃旋转超声端面铣削工艺研究[D]. 田传鑫.中北大学 2017
[2]超声振动辅助砂带磨削技术的研究[D]. 郭晓健.吉林大学 2017
[3]面向钢轨打磨的砂带磨削过程建模与实验研究[D]. 王荣全.北京交通大学 2016
[4]正弦形复合变幅杆的设计及其动力学分析[D]. 孙涛.太原理工大学 2015
[5]超高速磨削材料去除机理的研究[D]. 王懋林.太原理工大学 2015
[6]飞秒激光烧蚀石英玻璃机理与形貌特征研究[D]. 姚龙元.大连理工大学 2014
[7]玻璃超声辅助微铣削加工原理与技术研究[D]. 周红伟.河北工业大学 2014
[8]光学玻璃超精密加工专用磨削液的开发[D]. 伊萍.天津大学 2012
[9]基于有限元的超声复合变幅杆的动力学分析及优化设计[D]. 张可昕.北方工业大学 2012
[10]纳米陶瓷二维超声磨削表面创成机理研究[D]. 徐沛林.河南理工大学 2012
本文编号：3732118
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 石英玻璃超精密加工技术现状
1.2.1 磨削加工技术
1.2.2 微铣削加工技术
1.2.3 切削加工技术
1.2.4 特种加工技术
1.3 存在的问题与加工方法选择
1.4 本课题的主要研究内容
第2章 超声振动砂带磨削加工方法分析
2.1 超声振动砂带磨削技术原理
2.1.1 椭圆振动轨迹理论计算及轨迹仿真
2.1.2 椭圆振动轨迹仿真
2.2 椭圆振动砂带磨削材料去除模型的建立
2.2.1 材料去除机理
2.2.2 椭圆振动相位确定
2.2.3 砂带磨粒粒径的选择
2.2.4 材料去除厚度与各个加工参数的关系式建立
2.3 砂带转速确定
2.3.1 砂带磨损过程分析
2.3.2 砂带磨粒力学模型建立
2.3.3 砂带磨损数学模型建立
2.3.4 砂带磨损率模型建立
2.4 磨削条件选择
2.5 本章小结
第3章 超声椭圆振动设备的研制及性能测试
3.1 超声振动砂带磨削系统构成
3.2 装置设计及分析
3.2.1 变幅杆振动理论
3.2.2 带有加工工具复合形变幅杆设计分析
3.3 性能测试实验
3.3.1 复合变幅杆超声振动频率性能测量
3.3.2 复合变幅杆超声振动位移性能测量
3.3.3 椭圆合成测量
3.4 本章小结
第4章 石英玻璃磨削试验及分析
4.1 二维超声椭圆振动砂带装置的搭建
4.2 实验方案
4.2.1 磨削深度对石英玻璃表面粗糙度影响
4.2.2 石英玻璃进给速度对石英玻璃表面粗糙度影响
4.2.3 振幅a对石英玻璃表面粗糙度影响
4.2.4 振幅b对石英玻璃表面粗糙度影响
4.3 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
作者简介及科研经历
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电镀金刚石砂带的钢化玻璃磨边试验研究[J]. 王生,高超,吴国荣,王会. 工具技术. 2017(11)
[2]倒梯形腔体接收器的结构设计及光学性能[J]. 王志敏,田瑞,齐井超,李培涛,卫强. 光学学报. 2017(12)
[3]石英玻璃旋转超声铣削表面质量研究[J]. 田传鑫,陈晓晓,张文武,关世玺,王浩,黄亿辉. 制造技术与机床. 2017(06)
[4]基于ANSYS的石英玻璃超声振动辅助微磨削温度场研究[J]. 王克军,王力影,杨立军,张晖,杨丽. 科学技术与工程. 2016(12)
[5]石英玻璃的热辅助高效塑性域干磨削[J]. 王伟,姚鹏,王军,黄传真,朱洪涛. 光学精密工程. 2016(01)
[6]中国高纯石英技术现状与发展前景[J]. 汪灵,党陈萍,李彩侠,王艳,魏玉燕,夏瑾卓,潘俊良. 地学前缘. 2014(05)
[7]细长轴闭式砂带磨削表面粗糙度的试验研究[J]. 李虹,韩霄. 机械设计与制造. 2014(01)
[8]电镀金刚石砂轮高效精密修整及熔融石英磨削试验研究[J]. 赵清亮,赵玲玲,王宇,孟琦. 机械工程学报. 2013(23)
[9]超声砂带磨削TiC-TiB2复合陶瓷表面质量试验研究[J]. 罗志海,杨润泽. 机械设计与制造. 2012(06)
[10]Micro/nano Indentation and Single Grit Diamond Grinding Mechanism on Ultra Pure Fused Silica[J]. ZHAO Qingliang1,GUO Bing1,*,STEPHENSIN David2,and CORBETT John3 1 School of Mechatronics Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China 2 Materials Department,Cranfield University,Cranfield Bedford MK43 0AL,UK 3 School of Applied Sciences,Cranfield University,Cranfield Bedford MK43 0AL,UK Received February 2,2010;revised November 9,2010;accepted February 28,2011;published electronically November 20,2011. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2011(06)
博士论文
[1]基于接触理论的精准砂带磨削基础研究[D]. 王亚杰.重庆大学 2015
硕士论文
[1]基于材料去除机理的石英玻璃旋转超声端面铣削工艺研究[D]. 田传鑫.中北大学 2017
[2]超声振动辅助砂带磨削技术的研究[D]. 郭晓健.吉林大学 2017
[3]面向钢轨打磨的砂带磨削过程建模与实验研究[D]. 王荣全.北京交通大学 2016
[4]正弦形复合变幅杆的设计及其动力学分析[D]. 孙涛.太原理工大学 2015
[5]超高速磨削材料去除机理的研究[D]. 王懋林.太原理工大学 2015
[6]飞秒激光烧蚀石英玻璃机理与形貌特征研究[D]. 姚龙元.大连理工大学 2014
[7]玻璃超声辅助微铣削加工原理与技术研究[D]. 周红伟.河北工业大学 2014
[8]光学玻璃超精密加工专用磨削液的开发[D]. 伊萍.天津大学 2012
[9]基于有限元的超声复合变幅杆的动力学分析及优化设计[D]. 张可昕.北方工业大学 2012
[10]纳米陶瓷二维超声磨削表面创成机理研究[D]. 徐沛林.河南理工大学 2012
本文编号：3732118
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