一、聚晶金刚石比磨削能的试验研究(论文文献综述)
卢守相[1](2020)在《铝基复合材料小孔低损伤加工方法的研究》文中进行了进一步梳理铝基复合材料因具有高比强度和比刚度、低线膨胀系数和高热导率等优良特性,在精密仪器、光学系统、电子封装等领域的结构和功能零部件上得到越来越广泛的应用。由于增强相SiC颗粒与铝合金基体的物理、力学性质相差巨大,在加工过程中极易出现界面脱粘、SiC颗粒断裂,诱发加工损伤的形成,SiC颗粒的高硬度还会导致刀具的严重磨损。尤其对于小直径光孔或螺纹孔,孔口位置极易出现不可修复的崩边损伤,钻头和丝锥极易发生断裂,甚至卡在孔内无法取出,造成工件报废。铝基复合材料制孔损伤问题已经成为制约其工程应用的技术瓶颈,影响了关键型号产品的研发进度。国内外学者在复合材料加工技术方面开展了大量的研究,但对铝基复合材料制孔损伤机理的研究仍不够深入,对于小直径光孔、螺纹孔的高质高效加工仍缺乏有效的加工工艺方法。本文以对铝基复合材料钻孔损伤形成机理的研究为切入点,在理解损伤机理及其影响因素作用规律的基础上,提出了采用磨削加工方法抑制孔口崩边损伤的策略,采用超声振动辅助磨削制孔方法实现了小孔低损伤高效加工,在此基础上提出采用螺旋铣磨方法加工内螺纹,研制出微小螺纹螺旋铣磨刀具,成功解决了国家相关工程急需的小直径光孔和小螺纹孔加工的棘手难题。论文主要研究内容和取得的成果如下:(1)在铝基复合材料钻孔损伤形成机理方面,通过对钻孔损伤典型特征的观察,提出了综合考虑崩边直径比、崩边高度比和崩边体积比的钻孔损伤评价方法,采用摄影观察法和显微观察法对铝基复合材料钻孔出口损伤形成过程的材料变形行为进行研究,并且试验研究了影响崩边损伤的重要因素及其对崩边损伤的影响规律,结果表明:崩边损伤形成过程中材料的变形可分为稳定切削、横刃挤压、弯曲变形、裂纹扩展以及损伤形成五个阶段,孔口剩余材料支撑刚度不足,发生弯曲变形,在主副切削刃交点与工件底面弯曲点之间形成负剪切面,负剪切面附近裂纹扩展形成崩边损伤;轴向力、钻孔温度的升高和刀具磨损的加剧都会使崩边损伤更为严重。(2)在深刻理解铝基复合材料钻孔损伤机理的基础上,提出了采用磨削制孔方法解决小孔加工时刀具易断和损伤严重的问题,开展了单颗磨粒划切试验以揭示铝基复合材料磨削加工机理,建立了磨削制孔的单颗磨粒未变形切屑截面模型和磨削力模型,结果表明:铝基复合材料的单颗磨粒宏观去除过程更接近于金属材料,在单颗磨粒划切过程中,存在基体的塑性变形、SiC颗粒的断裂和脱粘以及磨粒与工件材料的摩擦;铝基复合材料的磨削力包括塑性变形抗力、摩擦力和颗粒断裂与脱粘抗力,其中摩擦力对磨削制孔轴向力和扭矩的贡献最大,而摩擦力的热效应对刀具寿命和加工损伤都有不利影响。(3)为解决普通磨削制孔加工效率低和刀具磨损的问题,引入超声振动,理论分析了超声振动对磨粒切入切出过程的影响,试验研究了加工参数对铝基复合材料小孔超声振动辅助磨削轴向力的影响,并以Φ2mm小孔为例开展了加工工艺试验,结果表明:降低磨削制孔的未变形切屑厚度,增大超声振幅有利于降低轴向力,但振幅过大时轴向力不降反升,存在最优振幅使轴向力最小,本文加工参数范围内最优振幅接近7.25μm;采用超声振动辅助磨削制孔方法加工铝基复合材料Φ2mm小孔,与普通磨削制孔相比,轴向力降低了 56.8%~83.2%,加工效率提高了 5倍以上,加工44个孔后仍能保持较低的制孔损伤,验证了该方法的可行性。(4)针对铝基复合材料小孔螺纹加工难题,提出了螺旋铣磨螺纹的工艺方法,建立了螺旋铣磨方法的原理误差数学模型,并对影响原理误差的各个因素进行了分析。基于原理误差模型,优选螺纹加工刀具参数,研制出专用刀具,以M2螺纹为例进行了加工试验,对螺纹加工表面质量、螺纹形状精度以及刀具磨损进行了分析,成功加工出螺纹中径误差0.08%、角度误差0.3%、精度等级H4的高精度螺纹,验证了该方法的可行性。论文研究工作和取得的成果不仅揭示了铝基复合材料制孔损伤的形成机理及其影响因素的作用规律,发展了颗粒增强金属基复合材料低损伤加工技术,而且成功解决了铝基复合材料小孔和小螺纹孔的加工难题,为国家相关重点工程型号产品中涉及的铝基复合材料精密高效加工提供了可靠的工艺手段。
刘嘉霖[2](2020)在《PCD材料放电加工等离子体特性及去除机理研究》文中认为聚晶金刚石(Polycrystalline diamond,PCD)具有超高的硬度、良好的强度和韧性,常与硬质合金基体通过超高压高温技术合成为聚晶金刚石复合片材料(Polycrystalline Diamond Compact,简称PDC),作为机加工用刀坯材料,广泛应用于航空航天、集成电路、半导体、汽车工业和木材加工等制造业领域。PCD刀具具有超高的硬度和耐磨性,但导电性较差,利用机械磨削和放电加工对其进行成形、刃磨加工时存在难以同时满足高加工效率和良好表面质量的矛盾问题。另外,加工后PCD表面的热影响层将影响PCD刀具的加工精度和使用性能,这是目前PCD刀具制造领域普遍存在的共性问题,同时也是制约PCD 刀具向更多领域推广应用的重要因素。本文对目前PCD材料EDG加工中存在的关于PCD表面金刚石去除机理不清晰、EDG加工效率和表面质量不可兼得、加工后PCD表面存在热影响层等问题进行深入系统地基础理论和实验研究工作。其主要研究工作如下:(1)EDG加工等离子体诊断系统设计针对PCD材料EDG加工时瞬时、高频的放电脉冲特点和复杂、微小的工况环境,采用优化后的三透镜准直系统、光纤传导装置和光谱仪,设计开发了适应于PCD材料EDG加工的等离子体诊断系统,该系统具有较高强度和分辨率,具备连续脉冲条件下的在线检测能力,使EDG微弱光信号处理和分析、EDG加工极间等离子体时间和空间特性在线检测成为可能。研究发现,光谱仪的狭缝尺寸是影响最终特征光谱峰强的主要因素;2000μs连续脉冲加工时等离子体特征光谱,以及极间不同区域的等离子体特征光谱随加工时间的进行谱线强度发生改变,表明EDG加工过程中不同时间、不同位置的等离子体特性存在一定差异。(2)PCD材料EDG加工等离子体特性研究对PCD材料进行EDG加工时,极间等离子体通道中的粒子群是将放电能转换为热能的重要能量载体,可通过表征极间等离子体物理特性反映EDG加工过程中放电行为的变化情况。研究发现,PCD材料EDG加工等离子体成分由电极材料和放电介质组成,主要有来源于紫铜电极的Cu元素、来源于PCD工件电极的C、Co、W元素和来源于去离子水放电介质的H、O元素;采用双谱线法计算等离子体温度,在2000μs内等离子体通道温度区间为8000-8300K,等离子体通道中接近PCD电极端温度最高为8120K-8235K,通道中心温度次之为8080K-8170K,工具电极表面温度最低为8110K-8205K,PCD工件温度高于电极表面温度;利用实时Stark展宽效应计算PCD材料EDG加工时等离子体体系的电子密度,密度区间为2.5·1016-5.6·1016cm-1,PCD正极电子密度是工具负极的将近6倍;研究EDG放电工艺参数对等离子体特性的影响规律,得出增加峰值电流能够显着增加PCD中C元素的去除量;放电脉宽增大则加剧电极损耗;击穿电压对PCD去除量和电极损耗影响有限,但击穿电压增大能够提高等离子体通道中的电子密度;提高工具电极转速也能够提高PCD的去除量,当电极转速达到600rad/min以上时能够加速极间的冷却作用。(3)PCD表面热影响层形成过程、结构与性能研究根据PCD材料EDG加工的放电行为和极间温度特性,对PCD表面热影响层的形成机理、结构与性能进行实验研究。研究结果表明,PCD层EDG加工时放电蚀坑集中于导电性较好的Co聚集区,PCD层中金刚石表面不存在重铸层,但放电蚀坑内部覆盖以Co为主要成分重铸层;EDG放电热作用使PCD表面产生热影响层致使金刚石表面石墨化,PCD表面热影响层厚度与放电能量成正比,不同能量EDG加工热影响层厚度与加工PCD表面粗糙度Ra成正相关性,与PCD加工表面的硬度和电阻率成负相关性;增大放电能量造成热影响层中石墨缺陷增加,晶体无序程度变大,粗加工条件下可形成3-5层石墨烯,半精加工条件下可形成少层石墨烯,而精加工条件下则只能形成结构较完整的石墨结构;EDG放电热作用使PCD表面产生较大的残余拉应力,热腐蚀区残余拉应力值高达2.84-3.89GPa,距离热影响区最近的金刚石表面残余拉应力值越小为1420-1730MPa,小于金刚石抗拉强度,且残余应力与放电能量呈正比关系;本文首次提出PCD材料EDG放电加工先通过金刚石受热表面石墨化转变为石墨相,部分石墨在高温作用下通过气化被去除的材料除去机理。(4)PCD材料EDDG加工工艺规律及去除机理研究为了有效去除PCD表面热影响层,同时获得高的加工效率和好的PCD加工表面质量,本文提出对PCD材料进行EDDG加工,研究PCD材料EDDG加工工艺规律和去除机理。研究结果表明,EDDG加工过程中增大砂轮粒度能够提高磨削行为在加工过程中所占比重,材料去除率和表面粗糙度随放电能量的增大而增大,电极损耗率则与砂轮粒度成反比;砂轮转速与放电能量产生叠加,造成材料去除率增大,同时增加了磨粒磨损、破碎和脱落现象,导致相对电极损耗率增大;表面粗糙度与砂轮转速成反比,PCD表面硬度对砂轮转速不敏感;EDDG加工中的磨削行为在时间上具有连续性的特点,能够有效去除PCD表面因放电行为产生的热影响层,降低放电行为对PCD加工性能的影响;当砂轮粒度为28μm时PCD热影响层含量最低,EDDG加工中的磨削行为和放电行为达到动态平衡,达到EDDG加工PCD的最佳状态。(5)PCD材料EDDG加工工艺参数优化研究EDDG加工PCD的正交试验结果表明,对于表面粗糙度Ra为优化目标的最佳参数组合为:放电脉宽10μs、击穿电压225V、峰值电流15A、砂轮粒度14μm、电极转速16m/s;对于材料去除率MRR为优化目标的最佳参数组合为:砂轮转速20m/s、放电脉宽20μs、峰值电流25A、砂轮粒度14μm和击穿电压200V;对于相对电极损耗率RTW为优化目标的最佳参数组合为:砂轮转速14m/s;放电脉宽10μs、峰值电流10A、砂轮粒度40μm和击穿电压150V。
李景焘[3](2019)在《砂轮表面形貌重构及其磨削性能研究》文中提出磨削加工可以获得较高的工件精度及表面质量,其在先进制造领域中占有极高的比重。但传统砂轮由于磨粒排布紧凑导致容屑空间小,极易形成磨屑粘附,故降低了砂轮的磨削性能。同时在加工时,由于砂轮圆周表面上磨粒大多以负前角来进行材料的磨除,因此增大了磨削加工区域处的磨削力、温度,进而对被加工材料的精度以及寿命造成不可估量的影响。改变传统砂轮工作面的形貌和改善润滑效能是减轻磨屑粘附、降低磨削力、温度及提高被加工材料表面质量的有效手段。本文进行了金刚石纤维重构砂轮形貌的研究,并在纳米粒子微量润滑条件下进行了形貌重构砂轮对模具钢的磨削试验。主要研究工作如下:1、采用激光加工PDC材料的方式来获得截面尺寸为亚毫米级的条状金刚石纤维,利用模具来对单根纤维进行人为均匀定向排布制得金刚石纤维片,并对纤维片一端部进行刃磨,将刃磨好的纤维片通过胶结方式固定到夹具上制备成金刚石纤维切削设备,选择合理的加工工艺参数,在砂轮圆周表面分别制备出垂直于砂轮旋转轴线的90o微凹槽(I型砂轮)、平行于砂轮旋转轴线的0o微凹槽(II型砂轮)、垂直砂轮旋转轴线的0o及平行砂轮旋转轴线的90o交替式复合微凹槽(III型砂轮)。2、基于常温干式(Dry)及浇注式润滑(Pour)条件下,利用制得的I型砂轮、II型砂轮、III型砂轮及相同规格的原始砂轮对模具钢材料分别进行了不同磨削参数下的磨削对比试验。试验结果发现,相较于原始砂轮,形貌重构后的砂轮在磨削时降低了磨削力、磨削温度。结合磨削力、磨削温度、模具钢表面轮廓、粗糙度以及形貌等角度来综合考虑,III型砂轮的整体磨削性能要更好。3、利用两步法制备出不同浓度的纳米MoS2润滑油,通过摩擦磨损试验发现,当纳米MoS2润滑油质量分数为2.5%时,其抗磨性能以及减摩效果最好。开展了基于浇注式及纳米MoS2粒子微量润滑(Nano-MQL)条件下III型砂轮磨削模具钢的对比试验,并对模具钢的粗糙度、形貌、残余应力及表面层显微硬度进行了研究。研究结果发现,在相同的磨削参数时,浇注式润滑下的变质层厚度小于纳米MoS2粒子微量润滑下的变质层厚度;相较于浇注式润滑,基于纳米MoS2粒子微量润滑条件下III型砂轮磨削Cr12MoV淬硬模具钢,后者能够起到减小磨损、降低粗糙度及改善模具钢表面质量的作用。
朱杰刚[4](2018)在《蓝宝石超声辅助磨削的实验研究》文中认为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。其中径向超声的磨削力,磨削力比和比磨削能降低的最多,轴向超声的次之,切向超声的降低的效果没有那么明显。(3)对蓝宝石磨削后表面粗糙度进行测量,可以发现:施加超声振动后,径向超声的表面粗糙度变大了,轴向超声和切向超声的表面粗糙度都降低了,在平行于磨削方向,轴向超声的粗糙度大于切向超声,在垂直于磨削方向,轴向超声的粗糙度小于切向超声。(4)观察蓝宝石磨削后表面形貌和表面缺陷特征,结果表明:施加超声振动后,磨削表面产生了许多微破碎区域,大尺寸的沟槽数量减少了;测得表面沟槽深度的大小比较:轴向超声和切向超声磨削的沟槽深度比普通磨削的沟槽深度小,而径向超声磨削的沟槽深度大于普通磨削(5)施加超声振动使得蓝宝石更容易被加工,轴向和切向超声磨削的表面质量都得到提高,而径向超声磨削的表面质量变差了。
张琤[5](2017)在《AISI 1045钢窄深槽结构类零件的高速磨削材料去除机理研究》文中进行了进一步梳理窄深槽是指槽的深度与宽度比大于2,且槽的宽度小于4 mm的一种特殊结构,常出现在航空、汽车、液压泵等接触副零件上,这种结构由于在传统加工方法中显现出砂轮磨削性能差、工件易于烧伤、成品率低等缺点,一直以来是机械加工领域中的难题。尤其是以塑性材料为代表的窄深槽结构类零件高表面质量成形磨削,出现延展性大、磨削时砂轮易于堵塞、砂轮精度保持性差等缺点,成为制约该类零部件高效精密加工的瓶颈。高速磨削技术的发展为攻克这一难题创造了条件,其高速、缓进给以及大切深等特点使单颗磨粒的平均切削深度变小,磨粒的磨削力减小,磨粒的磨损损耗率降低,大的线速度下材料的去除率提高。高速缓进给磨削技术集粗、精加工于一体,便于获得良好的表面质量和理想的亚表层结构,是一种适合于窄深槽结构类零件的成形加工的高效磨削技术。为实现塑性材料的高效磨削加工,论文就高速磨削过程中单颗CBN磨粒对工件表面的作用机制开展了较为系统的研究,综合现有磨粒简化模型的成屑特点,合理简化磨粒几何模型,建立了单颗磨粒的受力模型,分析了单颗磨粒在磨削过程中的材料去除特性,并针对具有不同粗糙度值的工件表面摩擦磨损行为、耐磨损特性及亚表层结构的塑性流动性能进行研究,揭示塑性材料在成型磨削过程中亚表层组织结构的形态特征及残余应力分布基本规律。论文的主要研究内容如下:(1)单颗磨粒磨削机理的研究根据切削时磨粒与工件材料的接触过程,综合磨粒几何形状特性,将单颗磨粒几何形状简化为以圆锥为主体,锥顶为圆球的复合几何模型。依据磨削理论推导单颗磨粒受力行为,建立磨粒不同部位切向分力和法向分力的理论模型,得到单颗磨粒总磨削力的计算公式,推导出磨粒不同位置的比磨削力模型,在此基础上分析了简化模型的几何参数对磨削力的影响特性。(2)单颗磨粒作用下材料去除行为的研究针对塑性材料AISI 1045钢的本构方程进行分析,通过拉伸、压缩、剪切实验的应力应变结果,采用试算法确定Johnson-Cook一维应力状态的本构关系,并利用ALE有限元算法,建立工件材料分层单元预设模型,模拟分析高速磨削过程中单颗磨粒作用下工件材料的材料去除行为。采用Cockroft-Latham断裂标准,结合AISI 1045钢材料的力学性能试验结果,在模拟过程中成功实现切屑与工件分离,完成单颗磨粒高速磨削过程磨削力和磨削温度的仿真试验,直观反映出高速磨削过程中材料去除过程的动态行为。(3)单颗磨粒磨削实验研究采用回转直径为400mm的单颗磨粒砂轮对AISI 1045钢工件在不同工艺参数下进行磨削实验,利用三维测力仪结合红外线热像仪测定磨削过程中的磨削力和磨削温度,并对加工表面、切屑形态进行分析。实验结果表明:负前角单颗磨粒切屑形态主要有卷曲形和螺旋形两种类型,磨削力对磨削速度改变较为敏感,磨削力、磨削温度的实验结果与模拟结果形成较好的一致性,提供了一种较为合理的磨削试验模拟模型。(4)窄深槽高速磨削工艺参数采用电镀CBN砂轮对AISI 1045钢进行缓进给磨削实验加工,构建磨削深度、进给量及磨削速度的正交实验,实验结果表明:采用大切深、缓进给、高速度的磨削工艺可实现低的槽表面粗糙度值,磨削速度对表面质量的影响最大,进给量对其影响次之,工艺参数切深对表面粗糙度值的影响最小。(5)工件耐磨损特性的研究完成了不同磨削工艺参数下AISI 1045钢窄深槽的磨削实验,分析窄深槽侧面磨削表面形貌,揭示具有不同初始粗糙度值的槽侧面摩擦磨损行为,探究了已加工表面初始粗糙度值对摩擦系数、初始-稳定摩擦磨损过渡时间及磨痕深度的影响,分析了磨削表面亚表层材料塑性变形方式,获得具有不同形貌的窄深槽侧面的耐磨损特性,对窄深槽成型磨削具有重要的工程应用价值。(6)高速磨削表层残余应力的研究基于窄深槽的微观磨削力模型,建立成型磨削过程中砂轮切入和切出过程中磨粒二次作用的力学模型,详细分析了磨削进给量对工件表层残余应力的影响,揭示了材料在不同的进给量高速磨削后残余应力的分布特性。
姚远[6](2017)在《预压应力磨削加工对氧化铝摩擦磨损性能影响试验研究》文中研究说明工程陶瓷由于具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨损等优越的性质,在各大工业领域得到了广泛的应用。随着工业技术的发展与进步,对于陶瓷零部件的要求也日益向着更加高的质量和超精密等方向发展。使用金刚石砂轮进行磨削加工是其最常用的加工方法,然而由于陶瓷材料本身的高脆、高硬难加工特性和磨削加工的高成本低效率问题,传统磨削加工难以避免产生加工损伤,磨削表面质量不易控制,加工成本高。因此,实现工程陶瓷高效、低损伤加工具有重大意义。本文针对工程陶瓷材料磨削过程中易于出现微裂纹等加工损伤以及加工效率低等问题,对陶瓷材料施加一定的预压应力,以达到抑制加工损伤的目的。本文通过磨削试验和摩擦磨损试验分别探究二维预压应力下氧化铝陶瓷的磨削机理和预压应力加工表面的摩擦磨损特性。主要包括以下研究内容:1.以脆硬材料断裂力学理论为基础,对二维预压应力下工程陶瓷在单金刚石切削模型中进行理论分析,研究了二维预压应力对陶瓷应力状态和临界切深的影响,从裂纹减少和临界切深的增大两方面来解释预压应力加工的减损机理。从陶瓷的应力状态分析可知,双向预压应力能够降低材料内部的最大拉应力和最大剪应力,从源头上减少了裂纹的产生与扩展,从而减少材料的加工损伤。从临界横截面积分析可知,临界切削横截面积随着预应力的增大而增大,并且与材料自身性质有关。2.在0MPa,200MPa,400MPa预压应力下对氧化铝陶瓷进行磨削试验。使用测力仪采集力信号,使用扫面电镜和截面抛光技术观察磨削表面/亚表面损伤。对磨削力,磨削表面形貌、磨削亚表面损伤和材料去除机理进行了分析。3.对以不同二维预压应力等磨削参数加工的氧化铝陶瓷表面进行了摩擦磨损试验。结合磨削试验,分析了不同磨削加工参数(磨削深度和二维预压应力大小)对磨削表面摩擦与磨损性能的影响。对摩擦系数、磨损量以及磨损表面形貌进行了分析。
魏东光[7](2017)在《超硬涂层磨削工艺实验研究》文中指出核主泵被喻为核电站的“心脏”,某些关键部件具有高硬度、高耐磨性等要求。基于上述要求,利用HVOF技术制备的WC-12Ni涂层材料以其优越的机械物理性能被逐渐应用于核主泵某关键部件。目前,国内外针对WC-12Ni涂层的加工研究成果相对较少。因此,研究WC-12Ni涂层磨削加工对于早日实现核主泵制造国产化和WC-12Ni涂层后续工程应用具有十分重要的理论意义和实用价值。本文利用精密卧式平面磨床对WC-12Ni涂层开展实验研究,探究加工工艺参数、砂轮特征参数等因素对磨削力、磨削力分力比、比磨削能、表面粗糙度和表面残余应力影响,并进一步结合表面形貌和亚表面损伤观测情况,分析WC-12Ni涂层材料去除机理,完成的主要工作如下:(1)磨削深度和工作台进给速度不断增大和磨粒尺寸不断减小,导致法向磨削力和切向磨削力均表现为不断增大;磨削深度的不断增大,导致磨削力分力比不断增大而比磨削能不断减小;但工作台进给速度的不断增大,磨削力分力比和比磨削能却均表现为逐渐减小;采用当量磨削厚度为新变量,建立了WC-12Ni涂层单颗金刚石磨粒法向磨削力模型。(2)WC-12Ni涂层表面应力主要表现为残余压应力;随着磨削深度、工作台进给速度不断增大和磨粒尺寸不断减小,平行和垂直磨削方向的残余压应力逐渐增大,但增大趋势逐渐变缓,且垂直磨削方向的残余压应力始终稍大一些;建立WC-12Ni涂层两个方向的表面残余应力数学模型,并与测量值对比,发现其计算值与实测值的平均误差小于5%,拥有较高的可信度和良好的实用性。(3)随着磨削深度和工作台进给速度不断增大,工件表面粗糙度呈现先微幅增大、后减小再小幅度增大的趋势,但前者对表面粗糙度影响不大,最佳的工作台进给速度为8m/min;对WC-12Ni涂层表面形貌和亚表面损伤观测情况发现,其表面形貌特征主要表现为磨削沟痕,其宽度和深度跟随磨削深度和工作台进给速度的增大而不断增大;根据实测的单颗金刚石磨粒法向磨削力与理论计算产生横向或中位径向裂纹临界载荷的对比,并结合不同磨削深度和工作台进给速度情况下表面形貌以及亚表面损伤观测表明,并没有产生横向或者中位径向裂纹,塑性变形去除方式是WC-12Ni涂层材料去除机理的主要表现方式,并伴有少量材料粉末化破碎。
梁昶[8](2017)在《CBN-WC-10Co刀具材料磨削机理研究》文中认为采用放电等离子烧结技术制备而成的CBN-WC-10Co新型复合材料,不仅具有高强度和高硬度,还具有比CBN更好的韧性,是一种极具应用潜力的刀具材料。但是CBN-WC-1OCo材料优良的机械性能也使其加工难度增大。磨削加工具有加工精度高、表面质量好、加工范围广等优点,常用于难加工材料的精密加工,因此采用磨削技术对CBN-WC-10Co材料进行精密加工是一种行之有效的方法。本文采用金刚石砂轮对CBN-WC-1OCo材料进行了平面磨削实验,探究了 CBN-WC-10Co磨削特征和材料去除机理,揭示了磨削参数对磨削力、比磨削能和表面质量的影响规律。主要研究内容如下:(1)开展了 CBN-WC-10Co材料磨削力研究。采用压电晶体测力仪在线测量了磨削力,揭示了磨削参数对磨削力和比磨削能的影响。结果表明:切向磨削力和法向磨削力均随着磨削深度的增加而快速上升;与磨削深度相比,工件进给速度对磨削力的影响较小,当工件进给速度增大时,切向磨削力和法向磨削力均缓慢上升。砂轮速度增大,切向磨削力和法向磨削力均减小。磨削深度和工件进给速度的增大,均会导致比磨削能下降。(2)开展了 CBN-WC-10Co材料磨削表面质量研究。利用表面轮廓仪测量了表面粗糙度,采用扫描电子显微镜观察了表面形貌,利用X射线衍射仪测量了材料残余应力。结果表明:随着磨削深度和工件进给速度增加,磨削表面划痕和堆积增多,划痕变宽,表面粗糙度增大。磨削会引起CBN-WC-10Co材料表面出现较大的残余压应力。对于WC,随着磨削深度增加,磨粒的挤光作用加强,残余压应力会随之增大;对于CBN,由于表层颗粒的断裂会释放残余压应力,当磨削深度较大时,残余应力会出现下降趋势。(3)CBN-WC-10Co材料去除机理分析。随着最大未变形切屑厚度增大,磨削表面粗糙度增大,工件表面纹理恶化,脆性去除比例增大,同时比磨削能也随之减小。CBN-WC-10Co材料包含有两种不同的去除机理,其中CBN以脆性断裂去除为主,WC-10Co则以非弹性变形方式去除为主。
郭兵,金钱余,赵清亮,吴明涛,曾昭奇[9](2016)在《表面结构化砂轮磨削加工技术研究进展》文中进行了进一步梳理针对表面结构化砂轮的磨削加工研究现状,系统介绍了砂轮磨粒有序排布、磨粒几何参数控制、砂轮结构设计、机械或激光修整砂轮等表面结构化方法,分析了表面结构化磨削工具的加工机理及其对加工表面质量的影响规律.阐述表面结构化砂轮磨削加工规则纹理表面的原理,并介绍了运用表面结构化砂轮磨削规则表面纹理的不同方法.论述了表面结构化砂轮磨削在特定材料加工领域的应用前景,对表面结构化砂轮制造技术的发展方向进行了展望.
贾乾忠[10](2015)在《聚晶金刚石刀具关键制作工艺及机理研究》文中进行了进一步梳理高速切削技术已成为现代机械加工中的主流技术,且对刀具整体强度及耐磨性提出了更高的要求。以PCD为代表的超硬材料刀具是实现高速切削的必备工具,但在刀具制作技术方面国内与国外相比仍有较大的差距,研究刀具的制作技术可以为国产刀具提供理论和技术支持。PCD刀具的钎焊和磨削是其制作过程中的两个关键环节,决定着刀具的整体强度及耐磨性。高频感应钎焊和金刚石砂轮磨削是PCD刀具制作中的常用方法。鉴于此,本文以试验为基础,对PCD刀具的高频感应钎焊和金刚石砂轮磨削工艺及机理进行了较为深入的研究。首先,研究了PCD复合片与YG8硬质合金的高频感应钎焊过程中,不同工艺参数对刀具质量的影响。结果表明进口AgZnCuMnNi钎料的钎缝剪切强度高于国产AgZnCuCdNi钎料,AgZnCuMnNi钎料与QJ102钎剂搭配最佳。采用AgZnCuMnNi与QJ102钎焊时:钎焊压力增大,钎缝剪切强度先增大后减小,钎焊压力为3.911MPa时剪切强度最大,剪切强度与钎缝厚度的关系用多项式表示较为精确;钎缝剪切强度随钎焊温度升高而增大,PCD复合片的钎焊温度应控制在670~690℃之间;钎缝主要由Ag基固溶体、Cu基固溶体、Cu0.64Zn0.36相和少量的MnNi相组成,其中含Cu基固溶体、Cu0.64Zn0.36和MnNi相的灰黑色颗粒弥散分布在Ag基固溶体中,灰黑色颗粒等积圆直径越小、圆度越大,其对钎缝的弥散强化作用越强,适当的恒温时间可得到等积圆直径较小、圆度较大的强化相。随着恒温时间的增加,PCD的热损伤加剧,钎焊恒温时间应控制在15-20s之间。其次,研究了PCD刀具的焊接前后处理过程中,不同处理工艺对刀具质量的影响。结果表明合理的处理工艺能够显着提高刀具的剪切强度,国产AgZnCuCdNi钎料经过刀体预焊后的刀具剪切强度提升为原来的2.5倍。焊后保温处理可以增加钎缝的剪切强度,保温温度升高,AgZnCuMnNi钎料中的Cu、Mn、Ni等强化元素的偏析程度减弱,强化相在钎缝中分布更均匀。适当的焊后保温时间会使钎缝剪切强度进一步提高,但过长的保温时间则会引起钎料中的Zn氧化或蒸发,导致钎缝剪切强度下降。保温时间延长,PCD的热损伤加剧,合理的焊后保温温度和时间分别为500℃和1-3h。然后,通过大量磨削试验,对腐蚀后的PCD磨削表面微观形貌进行分析,研究了PCD的磨削去除机理。金刚石砂轮磨削PCD的去除方式可分为脆性去除和非脆性去除。脆性去除包括冲击脆性去除、微细破碎、沿晶破碎和穿晶破碎;其中冲击脆性去除发生在刀具刃口处,磨削中应尽量减小因其产生的V型缺口;微细破碎可在所有磨削条件下发生,可分为解理微细破碎和脆性微细破碎;沿晶破碎通常在湿磨后期及干磨初期较明显;穿晶破碎易在金刚石磨粒较钝时发生,干磨后期较明显。非脆性去除包括刻划作用和热化学去除;刻划作用仅发生在在砂轮磨粒较锋利时;热化学去除通常在砂轮磨钝后发生,适当的热化学去除可得到较光滑的刀具刃口及后刀面;通过分析干磨和湿磨后的PCD表面,得到了热化学去除发生的间接证据,并通过一组磨削试验证明PCD磨削表面因金刚石氧化、石墨化或转化为无定形碳而产生了软化层。最后,结合PCD的磨削去除机理,研究了不同磨削工艺参数对刀具后刀面质量、刃口质量、磨除率Qw和磨耗比G-ratio的影响。干磨环境、砂轮高转速、较大的磨床调定压力和进给量都将使PCD刀具刃口处因冲击脆性去除而产生的V型缺口尺寸增大,刃口质量变差。干磨环境下,刀具刃口附近易因热化学去除而产生热损伤区,使刃口的力学性能下降。分析结果表明,粗磨时,为了增大磨除率Qw,兼顾刀具刃口力学性能,应该选择陶瓷结合剂砂轮、湿磨、较高的砂轮转速、较大的磨床调定压力和进给量。精磨时,则要保证刀具的刃口质量,需采用金属结合剂砂轮、湿磨、中等的砂轮转速、较小的磨床调定压力和进给量。
二、聚晶金刚石比磨削能的试验研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、聚晶金刚石比磨削能的试验研究(论文提纲范文)
(1)铝基复合材料小孔低损伤加工方法的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外相关工作研究现状 |
1.2.1 复合材料加工技术发展概况 |
1.2.2 铝基复合材料加工技术发展概况 |
1.2.3 铝基复合材料加工损伤机理研究进展 |
1.2.4 铝基复合材料小孔和螺纹孔加工技术研究现状 |
1.3 主要研究内容与研究路线 |
2 铝基复合材料小孔钻削加工损伤机理研究 |
2.1 铝基复合材料细观结构特征分析 |
2.2 铝基复合材料钻孔损伤主要形式及评价方法 |
2.2.1 钻孔损伤典型特征 |
2.2.2 钻孔损伤评价方法 |
2.3 铝基复合材料钻孔崩边损伤机理 |
2.3.1 试验设计 |
2.3.2 结果与分析 |
2.4 铝基复合材料钻孔崩边损伤的影响因素分析 |
2.4.1 试验设计 |
2.4.2 轴向力和温度对崩边损伤的影响 |
2.4.3 刀具磨损对崩边损伤的影响 |
2.5 本章小结 |
3 铝基复合材料小孔磨削加工过程材料的去除行为 |
3.1 小孔磨削加工方法的优势和局限 |
3.2 铝基复合材料磨削加工单颗磨粒材料去除行为 |
3.2.1 试验设计 |
3.2.2 结果与分析 |
3.3 磨削制孔单颗磨粒未变形切屑理论分析 |
3.3.1 磨孔刀具端面的几何特征 |
3.3.2 单颗磨粒未变形切屑厚度 |
3.3.3 单颗磨粒未变形切屑截面积 |
3.4 磨孔加工磨削力模型的建立 |
3.4.1 单颗磨粒磨削力模型 |
3.4.2 磨削制孔刀具的磨削力模型 |
3.4.3 磨削力模型的验证与分析 |
3.5 本章小结 |
4 铝基复合材料小孔超声振动辅助磨削加工方法 |
4.1 超声振动对单磨粒磨削过程影响的理论分析 |
4.1.1 超声振动对磨粒切入切出过程的影响 |
4.1.2 超声振动对磨削力的影响 |
4.2 加工参数对小孔超声振动辅助磨削轴向力的影响 |
4.2.1 试验设计 |
4.2.2 试验结果与分析 |
4.3 超声振动辅助磨削制孔工艺研究 |
4.3.1 工艺参数对小孔加工轴向力和加工效率的影响 |
4.3.2 工艺参数对小孔加工质量的影响 |
4.3.3 超声振动辅助加工与普通加工刀具寿命对比 |
4.4 本章小结 |
5 铝基复合材料小螺纹孔螺旋铣磨方法研究 |
5.1 螺旋铣磨方法及其原理误差 |
5.2 螺旋铣磨方法的原理误差分析 |
5.2.1 原理误差数学模型的建立 |
5.2.2 参数R,η和Δα对原理误差的影响分析 |
5.3 螺旋铣磨螺纹加工刀具的研制 |
5.3.1 螺旋铣磨刀具结构设计与刀头截型设计 |
5.3.2 刀具截型的微细电火花修形 |
5.3.3 刀杆刚度的分析与确定 |
5.4 小螺纹孔螺旋铣磨加工试验 |
5.4.1 试验安排 |
5.4.2 螺纹加工表面质量与加工精度 |
5.4.3 砂轮磨损对螺纹廓型的影响 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(2)PCD材料放电加工等离子体特性及去除机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.1.3 课题来源 |
1.2 国内外研究状况 |
1.2.1 放电加工原理 |
1.2.2 放电加工过程理论的研究现状 |
1.2.3 放电间隙等离子体物理特性研究现状 |
1.2.4 复合加工及其他特种加工研究现状 |
1.2.5 PCD刀具的放电加工研究概况 |
1.2.5.1 放电加工在PCD刀具领域的应用形式 |
1.2.5.2 PCD放电加工去除机理研究现状 |
1.3 目前研究中存在的问题 |
1.4 本文主要的研究内容及技术路线 |
1.4.1 本文主要的研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
2 EDG加工等离子体诊断系统设计 |
2.1 PCD刀具EDG加工设备及脉冲波形特点 |
2.1.1 EDG加工实验设备及附件类型 |
2.1.2 EDG加工脉冲波形及主要工艺参数类型 |
2.2 等离子体诊断系统设计原理 |
2.2.1 适应于EDG加工的等离子体诊断系统设计思路 |
2.2.2 等离子体诊断系统各光学模块设计原理 |
2.3 等离子体诊断系统采样效果分析 |
2.4 本章小结 |
3 PCD材料EDG加工等离子体特性研究 |
3.1 前言 |
3.2 EDG加工等离子体成分分析研究 |
3.2.1 等离子体成分的定性分析原理 |
3.2.2 EDG加工等离子体成分分析表征 |
3.2.3 EDG加工等离子体通道粒子运动特性 |
3.3 EDG加工等离子体温度特性研究 |
3.3.1 等离子体温度计算原理 |
3.3.2 EDG加工等离子体温度的时间特性 |
3.3.3 EDG加工等离子通道温度空间分布特征 |
3.4 EDG加工电子密度分布特性研究 |
3.4.1 电子密度计算原理 |
3.4.2 电子密度随时间变化的分布特征 |
3.4.3 电子密度空间分布特征 |
3.5 工艺参数对等离子体特性的影响规律研究 |
3.5.1 击穿电压对等离子体特性的影响 |
3.5.2 峰值电流对等离子体特性的影响 |
3.5.3 放电脉宽对EDG加工等离子体特性的影响 |
3.5.4 电极转速对等离子体特性的影响 |
3.6 本章小结 |
4 EDG加工PCD表面热影响层形成过程、结构与性能研究 |
4.1 前言 |
4.2 EDG加工PDC放电行为观察与分析 |
4.2.1 PDC表面放电蚀坑分布特征 |
4.2.2 放电区域形貌特征 |
4.2.3 放电区域元素分布 |
4.3 PCD层表面微观结构和力学性能测试分析 |
4.3.1 PCD层表面物相成分结构分析 |
4.3.2 PCD加工表面石墨晶体结构完整程度计算分析 |
4.3.3 PCD层表面残余应力计算分析 |
4.4 PCD表面热影响层结构和性能测试 |
4.4.1 PCD表面热影响层X射线衍射分析 |
4.4.2 PCD表面热影响层SEM观察与分析 |
4.4.3 PCD表面热影响层性能测试与分析 |
4.4.4 PCD热影响层对EDG加工性能的影响 |
4.5 PCD材料EDG加工去除机理分析 |
4.6 本章小结 |
5 PCD材料EDDG加工工艺规律及去除机理研究 |
5.1 前言 |
5.2 EDDG加工实验设备及参数设置 |
5.3 EDDG放电和磨削行为规律研究 |
5.3.1 砂轮粒度对EDDG加工性能的影响 |
5.3.2 砂轮转速对EDDG加工性能的影响 |
5.3.3 进给量对EDDG加工性能的影响 |
5.4 EDDG加工中PCD去除过程及机理研究 |
5.4.1 PCD层加工表面形貌SEM观察与分析 |
5.4.2 PCD表面损伤行为观察与分析 |
5.5 PCD表面结构演变过程及作用机制 |
5.5.1 PCD表面成分分析 |
5.5.2 PCD表面XRD衍射分析 |
5.6 本章小结 |
6 PCD材料EDDG加工工艺优化研究 |
6.1 前言 |
6.2 正交试验设计 |
6.3 PCD材料EDDG加工过程参数优化 |
6.3.1 加工表面粗糙度Ra的主因素分析 |
6.3.2 PCD材料去除率MRR的主因素分析 |
6.3.3 相对电极损耗率RTW的主因素分析 |
6.4 EDDG加工过程参数交互作用研究 |
6.4.1 针对粗糙度Ra各工艺参数间交互作用分析 |
6.4.2 针对材料除去率MRR各工艺参数间交互作用分析 |
6.4.3 针对电极损耗率RTW各工艺参数间交互作用分析 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要研究结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(3)砂轮表面形貌重构及其磨削性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 Cr12MoV模具钢材料 |
1.3 磨削加工中冷却润滑方式的发展 |
1.4 国内外研究进展 |
1.4.1 表面织构的发展及研究状况 |
1.4.2 砂轮表面形貌重构的发展与研究现状 |
1.4.3 纳米粒子微量润滑的发展与研究现状 |
1.5 本课题的来源及主要研究内容 |
第2章 磨削加工相关理论 |
2.1 引言 |
2.2 平面磨削加工技术概述 |
2.3 磨削力 |
2.4 磨削温度 |
2.4.1 磨削区热量计算模型 |
2.4.2 三角形热源所形成的温度理论分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 砂轮表面形貌重构 |
3.1 引言 |
3.2 砂轮表面形貌重构 |
3.2.1 有序化金刚石纤维切削装置的制备 |
3.2.2 砂轮形貌重构实验装置 |
3.2.3 制备I型砂轮 |
3.2.4 制备II型砂轮 |
3.2.5 制备III型砂轮 |
3.3 本章小结 |
第4章 形貌重构砂轮磨削模具钢试验 |
4.1 引言 |
4.2 形貌重构砂轮磨削试验过程 |
4.2.1 试验材料及预处理 |
4.2.2 试验方案 |
4.3 形貌重构砂轮磨削模具钢试验结果及分析 |
4.3.1 磨削力的测量及处理 |
4.3.2 比磨削能分析 |
4.3.3 磨削温度的测量及处理 |
4.3.4 表面粗糙度 |
4.3.5 磨削表面形貌 |
4.4 本章小结 |
第5章 纳米粒子微量润滑的形貌重构砂轮磨削模具钢试验 |
5.1 引言 |
5.2 纳米MoS_2 润滑油的制备及选取 |
5.3 试验系统及磨削参数 |
5.4 磨削表层/亚表层分析讨论 |
5.4.1 试验方法 |
5.4.2 磨削表面层显微硬度 |
5.4.3 磨削表面残余应力 |
5.4.4 磨削表面质量 |
5.5 本章小节 |
第6章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间所发表的论文与参与的科研项目 |
(4)蓝宝石超声辅助磨削的实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.2 蓝宝石材料的结构特性 |
1.3 超声辅助磨削加工技术研究现状 |
1.3.1 超声辅助磨削的去除机理研究现状 |
1.3.2 超声辅助磨削的磨削特性研究现状 |
1.3.3 超声辅助磨削的表面质量研究现状 |
1.4 本课题的主要研究内容 |
1.4.1 课题来源 |
1.4.2 课题研究内容 |
1.5 本章小结 |
第2章 超声辅助磨削的运动学分析 |
2.1 超声辅助磨削类型的分类 |
2.2 轴向超声辅助磨削 |
2.2.1 磨削区域内超声振动次数计算 |
2.2.2 单颗磨粒运动轨迹分析 |
2.2.3 多磨粒运动轨迹分析 |
2.3 径向超声辅助磨削 |
2.3.1 砂轮与工件相对位置分析 |
2.3.2 单颗磨粒运动轨迹分析 |
2.3.3 多磨粒运动轨迹分析 |
2.4 切向超声辅助磨削 |
2.4.1 砂轮与工件相对位置分析 |
2.4.2 单颗磨粒运动轨迹分析 |
2.4.3 多磨粒运动轨迹分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 蓝宝石超声辅助磨削实验的设计 |
3.1 实验设备与实验过程 |
3.1.1 超精密平面磨床 |
3.1.2 磨削力测量系统 |
3.2 超声振动装置的设计 |
3.2.1 超声换能器的设计及模态分析 |
3.2.2 超声换能器的阻抗及振动测试 |
3.2.3 超声换能器输出端振幅的测量 |
3.3 磨削表面检测方法 |
3.3.1 表面粗糙度的测量 |
3.3.2 表面形貌的表征 |
3.3.3 表面缺陷的表征 |
3.4 磨削实验规划 |
3.4.1 磨削实验超声振幅的选择 |
3.4.2 工艺实验方案 |
3.5 本章小结 |
第4章 蓝宝石超声辅助磨削的磨削特性比较 |
4.1 不同方向超声辅助磨削的磨削力研究 |
4.1.1 不同砂轮线速度条件下磨削力的比较 |
4.1.2 不同磨削深度条件下磨削力的比较 |
4.1.3 不同进给速度条件下磨削力的比较 |
4.2 不同方向超声辅助磨削的磨削力比研究 |
4.2.1 不同砂轮线速度条件下磨削力比的比较 |
4.2.2 不同磨削深度条件下磨削力比的比较 |
4.2.3 不同进给速度条件下磨削力比的比较 |
4.3 不同方向超声辅助磨削的比磨削能研究 |
4.3.1 不同砂轮线速度条件下比磨削能的比较 |
4.3.2 不同磨削深度条件下比磨削能的比较 |
4.3.3 不同进给速度条件下比磨削能的比较 |
4.4 本章小结 |
第5章 蓝宝石超声辅助磨削的表面质量比较 |
5.1 不同方向超声辅助磨削表面粗糙度研究 |
5.1.1 普通磨削加工表面粗糙度的理论模型 |
5.1.2 不同砂轮线速度条件下表面粗糙度的比较 |
5.1.3 不同磨削深度条件下表面粗糙度的比较 |
5.1.4 不同进给速度条件下表面粗糙度的比较 |
5.2 不同方向超声辅助磨削表面形貌研究 |
5.2.1 普通磨削表面形貌分析 |
5.2.2 轴向超声辅助磨削表面形貌分析 |
5.2.3 径向超声辅助磨削表面形貌分析 |
5.2.4 切向超声辅助磨削表面形貌分析 |
5.2.5 不同方向超声辅助磨削表面对比 |
5.3 不同方向超声辅助磨削表面特征研究 |
5.3.1 磨削表面破碎沟槽轮廓对比 |
5.3.2 磨削表面破碎沟槽深度对比 |
5.4 本章小结 |
第6章 主要结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(5)AISI 1045钢窄深槽结构类零件的高速磨削材料去除机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 高效深磨技术 |
1.2.2 高速磨削机理研究现状 |
1.2.3 磨削力理论模型研究现状 |
1.3 高速磨削仿真技术 |
1.3.1 本构方程 |
1.3.2 温度场与应力场模拟 |
1.4 高速磨削表面质量的研究 |
1.4.1 磨削烧伤 |
1.4.2 表面完整性 |
1.4.3 工件的耐磨损特性 |
1.5 本论文主要研究内容 |
第二章 单颗磨粒磨削力模型及窄深槽磨削分析 |
2.1 磨削过程分析及磨粒简化 |
2.2 磨削力的作用状态 |
2.3 磨削力的力学模型 |
2.3.1 单颗磨粒的磨削力力学模型 |
2.4 比磨削力 |
2.5 窄深槽缓进给磨削材料去除模型 |
2.6 本章小结 |
第三章 单颗磨粒高速磨削机理有限元仿真 |
3.1 AISI1045材料本构模型参数修正 |
3.1.1 J-C本构模型 |
3.1.2 J-C本构模型参数修正 |
3.2 单颗磨粒切削有限元建模 |
3.2.1 磨粒有限元模型简化 |
3.2.2 约束与加载 |
3.2.3 材料断裂条件 |
3.3 单颗磨粒高速磨削仿真结果分析与讨论 |
3.3.1 单颗磨粒高速磨削温度场仿真 |
3.3.2 单颗磨粒高速磨削磨削力仿真 |
3.3.3 单颗磨粒磨削切屑形态仿真 |
3.4 本章小结 |
第四章 单颗磨粒磨削AISI1045钢的实验研究 |
4.1 单颗磨粒磨削实验平台建立 |
4.1.1 单颗磨粒砂轮设计 |
4.1.2 单颗磨粒磨削实验条件 |
4.1.3 单颗磨粒磨削实验方法 |
4.2 磨削表面形貌分析 |
4.2.1 磨削沟痕形貌分析 |
4.2.2 磨削速度对单颗磨粒磨削表面形貌影响 |
4.2.3 单颗磨粒磨削磨屑形态分析 |
4.3 单颗磨粒磨削AISI1045钢磨削力分析 |
4.3.1 单颗磨粒磨削AISI1045钢磨削力测量方案 |
4.3.2 单颗磨粒磨削AISI1045钢磨削力实验结果分析 |
4.4 单颗磨粒磨削AISI1045钢磨削温度分析 |
4.4.1 单颗磨粒磨削温度测量方案 |
4.4.2 磨削温度检测结果与讨论 |
4.5 本章小结 |
第五章 AISI1045钢窄深槽磨削表面粗糙度值的实验研究 |
5.1 窄深槽磨削实验条件 |
5.1.1 磨削机床设备 |
5.1.2 实验砂轮 |
5.1.3 工件材料 |
5.1.4 窄深槽磨削工艺参数 |
5.2 磨削用量对表面粗糙度及表面形貌的影响 |
5.2.1 表面粗糙度和表面形貌检测方案 |
5.2.2 表面粗糙度结果分析 |
5.2.3 结果与讨论 |
5.3 小结 |
第六章 窄深槽磨削表面耐磨损特性及残余应力研究 |
6.1 窄深槽磨削后各部位金相组织 |
6.2 不同初始表面粗糙度值槽侧面摩擦磨损实验 |
6.2.1 摩擦磨损实验方案 |
6.2.2 摩擦磨损实验结果与讨论 |
6.3 窄深槽侧面残余应力及亚表层金相组织分析 |
6.3.1 磨削表面残余应力检测方案 |
6.3.2 残余应力实验结果讨论 |
6.3.3 磨削表面亚表层组织分析 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 本文主要研究工作 |
7.2 研究工作的主要创新点 |
7.3 课题研究工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间成果情况 |
(6)预压应力磨削加工对氧化铝摩擦磨损性能影响试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 工程陶瓷磨削机理 |
1.2.1 陶瓷磨削中的脆性去除 |
1.2.2 陶瓷磨削中的粉末化去除 |
1.2.3 陶瓷磨削中的塑性变形去除 |
1.3 先进磨削技术发展现状 |
1.3.1 高速深磨陶瓷磨削技术 |
1.3.2 小砂轮大切深轴向进给陶瓷磨削技术 |
1.3.3 陶瓷高效磨削液技术 |
1.3.4 超声振动辅助磨削技术 |
1.3.5 预应力陶瓷磨削技术 |
1.4 陶瓷摩擦磨损机制与磨损量预测模型 |
1.5 摩擦磨损研究方法 |
1.6 氧化铝陶瓷摩擦磨损性能 |
1.7 本课题的来源及主要研究内容 |
第2章 二维预应力下工程陶瓷加工理论研究 |
2.1 引言 |
2.2 工程陶瓷二维预压应力加工应力分析 |
2.3 二维预应力对临界截面/临界切深的影响分析 |
2.4 本章小节 |
第3章 二维预压应力下氧化铝陶瓷磨削试验 |
3.1 引言 |
3.2 二维预压应力磨削试验过程 |
3.2.1 试验样品 |
3.2.2 预应力施加 |
3.2.3 磨削参数 |
3.2.4 表面特征观察方法 |
3.2.5 磨削力的测量 |
3.3 氧化铝二维预压应力磨削试验结果与讨论 |
3.3.1 磨削力 |
3.3.2 比磨削能 |
3.3.3 磨削表面微观形貌 |
3.3.4 磨削亚表面损伤 |
3.3.5 表面粗糙度 |
3.4 本章小节 |
第4章 二维预压应力加工氧化铝陶瓷的摩擦磨损试验 |
4.1 引言 |
4.2 摩擦磨损试验过程 |
4.2.1 试验装置与试验参数 |
4.2.2 试验样品 |
4.2.3 表面特征观察方法 |
4.3 摩擦磨损试验结果与分析 |
4.3.1 摩擦系数 |
4.3.2 磨痕轮廓 |
4.3.3 磨损表面微观形貌 |
4.4 磨削参数对摩擦磨损的影响 |
4.5 本章小节 |
第5章 总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间所发表的论文与参与的科研项目 |
一、发表的论文 |
二、参与的科研项目 |
(7)超硬涂层磨削工艺实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 超硬涂层材料概述 |
1.2.1 超音速火焰喷涂技术 |
1.2.2 超硬涂层的制备及其性能研究现状 |
1.2.3 超硬涂层的特点及应用 |
1.3 超硬涂层加工研究现状 |
1.3.1 超硬涂层加工国外研究现状 |
1.3.2 超硬涂层加工国内研究现状 |
1.4 课题来源与研究内容 |
1.4.1 课题来源 |
1.4.2 本文研究内容 |
2 超硬涂层平面磨削工艺实验方案设计 |
2.1 平面磨床及其主要参数 |
2.2 实验用砂轮及工件材料 |
2.2.1 砂轮及其参数 |
2.2.2 工件材料简介 |
2.3 磨削工艺实验方案 |
2.4 实验所用测量设备 |
2.4.1 磨削力测量设备 |
2.4.2 表面粗糙度测量设备 |
2.4.3 磨削表面残余应力测量设备 |
2.4.4 磨削表面/亚表面形貌观测设备 |
2.5 本章小结 |
3 WC-12Ni涂层平面磨削力实验研究 |
3.1 磨削加工过程分析及磨削力测量方案 |
3.1.1 磨削加工过程分析 |
3.1.2 磨削力测量方案 |
3.2 WC-12Ni涂层磨削力实验结果与分析 |
3.2.1 磨削深度对涂层磨削力大小的影响 |
3.2.2 工件进给速度对涂层磨削力的影响 |
3.3 WC-12Ni涂层磨削力的建模 |
3.3.1 WC-12Ni涂层磨削力建模思路分析 |
3.3.2 WC-12Ni涂层磨削力数学模型的建立与验证 |
3.4 WC-12Ni涂层磨削力分力比和比磨削能的实验研究 |
3.4.1 磨削参数对磨削力分力比的影响 |
3.4.2 磨削参数对比磨削能的影响 |
3.5 本章小结 |
4 WC-12Ni涂层磨削表面残余应力实验研究 |
4.1 磨削表面残余应力的产生原因 |
4.1.1 磨削温度及其梯度影响 |
4.1.2 塑性变形及其引起的比容变化影响 |
4.1.3 挤光作用影响 |
4.2 残余应力对零部件性能影响 |
4.2.1 残余应力对零部件尺寸稳定性影响 |
4.2.2 残余应力对零部件强度影响 |
4.2.3 残余应力对零部件耐磨损性、耐腐蚀性和表层硬度影响 |
4.3 残余应力的测量原理、参数选择设置及数据处理 |
4.3.1 残余应力测量原理 |
4.3.2 残余应力检测参数选择设置及数据处理 |
4.4 残余应力的测量实验结果 |
4.5 磨削参数及砂轮特性对WC-12Ni涂层磨削表面残余应力影响 |
4.5.1 磨削深度对磨削表面残余应力影响 |
4.5.2 工件进给速度对表面残余应力影响 |
4.5.3 金刚石砂轮磨粒尺寸对磨削表面残余应力影响 |
4.5.4 同一金刚石砂轮对两个测量方向的残余应力比较 |
4.6 WC-12Ni涂层磨削表面残余应力建模与验证 |
4.6.1 WC-12Ni涂层磨削表面残余应力建模思路分析 |
4.6.2 平行于磨削方向磨削表面残余应力的建模与验证 |
4.6.3 垂直于磨削方向磨削表面残余应力的建模与验证 |
4.7 本章小结 |
5 WC-12Ni涂层磨削表面粗糙度及其材料去除机理研究 |
5.1 工程陶瓷加工模型及材料去除机理分析 |
5.1.1 工程陶瓷加工模型简介 |
5.1.2 工程陶瓷材料去除机理分析 |
5.2 WC-12Ni涂层磨削表面粗糙度实验结果及分析 |
5.2.1 磨削深度对表面粗糙度的影响规律及分析 |
5.2.2 工件进给速度对表面粗糙度的影响规律及分析 |
5.3 WC-12Ni涂层表面形貌、亚表面损伤观测及其磨削材料去除机理研究 |
5.3.1 WC-12Ni涂层磨削表面形貌观察及分析 |
5.3.2 WC-12Ni涂层亚表面损伤观察及分析 |
5.3.3 WC-12Ni涂层磨削材料去除机理研究 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(8)CBN-WC-10Co刀具材料磨削机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 超硬刀具材料加工研究现状 |
1.2.1 切割加工超硬刀具材料 |
1.2.2 磨削加工超硬刀具材料 |
1.3 硬脆材料的磨削特征研究 |
1.3.1 磨粒的切削过程分析 |
1.3.2 磨削表面的形成 |
1.4 研究目的及意义 |
1.5 本文的主要内容及技术路线 |
第二章 CBN-WC-10Co材料磨削实验方案 |
2.1 CBN-WC-10Co材料的制备 |
2.1.1 复合粉末制备 |
2.1.2 烧结方法与原理 |
2.1.3 复合材料性能 |
2.2 实验设备 |
2.2.1 磨床 |
2.2.2 磨削力测量 |
2.2.3 表面形貌观测 |
2.2.4 残余应力测量 |
2.3 实验方案设计 |
2.4 本章小结 |
第三章 CBN-WC-10Co材料磨削力研究 |
3.1 磨削力特征 |
3.2 比磨削能理论 |
3.3 磨削参数对磨削力的影响 |
3.3.1 磨削深度对磨削力的影响 |
3.3.2 工件进给速度对磨削力的影响 |
3.3.3 砂轮速度对磨削力的影响 |
3.4 磨削参数对比磨削能的影响 |
3.4.1 磨削深度对比磨削能的影响 |
3.4.2 工件进给速度对比磨削能的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 CBN-WC-10Co材料磨削表面质量研究 |
4.1 表面质量对材料使用性能的影响 |
4.2 CBN-WC-10Co材料磨削表面粗糙度研究 |
4.2.1 磨削深度对表面粗糙度的影响 |
4.2.2 工件进给速度对表面粗糙度的影响 |
4.2.3 砂轮速度对表面粗糙度的影响 |
4.3 CBN-WC-10Co材料磨削表面形貌研究 |
4.3.1 磨削深度对表面形貌的影响 |
4.3.2 工件进给速度对表面形貌的影响 |
4.4 CBN-WC-10Co材料磨削残余应力研究 |
4.4.1 磨削残余应力的产生 |
4.4.2 磨削深度对残余应力的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 CBN-WC-10Co材料去除机理研究 |
5.1 材料去除形式研究 |
5.1.1 脆性方式去除 |
5.1.2 延性域流动方式去除 |
5.1.3 非弹性变形方式去除 |
5.2 CBN-WC-10Co材料磨削表面创成机理 |
5.2.1 基于粗糙度的CBN-WC-10Co材料表面创成机理研究 |
5.2.2 基于比磨削能的CBN-WC-10Co材料表面创成机理研究 |
5.2.3 基于临界切深的CBN-WC-10Co材料表面创成机理研究 |
5.3 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读硕士期间取得的研究成果 |
(9)表面结构化砂轮磨削加工技术研究进展(论文提纲范文)
1 砂轮制造过程表面结构化及其磨削 |
1.1 磨粒有序排布结构化 |
1.1.1 磨粒有序排布仿真研究 |
1.1.2 磨粒有序排布实验研究 |
1.1.3 磨粒群有序排布研究 |
1.1.4 磨粒有序排布磨削工具分析 |
1.2 磨粒几何参数精确控制磨削工具研究 |
1.2.1 磨粒几何参数精确控制磨削基础研究 |
1.2.2 磨粒几何参数精确控制磨削工具实验研究 |
1.2.3 磨粒几何参数精确控制磨削工具分析 |
1.3 砂轮结构设计表面结构化方法 |
1.3.1 砂轮结构设计表面结构化砂轮磨削研究 |
1.3.2 砂轮结构设计表面结构化磨削分析 |
2 传统砂轮表面结构化及其磨削 |
2.1 细磨粒砂轮沟槽结构化磨削 |
2.2 大磨粒金刚石砂轮微结构化磨削研究 |
2.3 砂轮表面微结构化磨削方法分析 |
3 表面结构化砂轮磨削规则纹理表面 |
3.1 结构化砂轮磨削规则纹理表面理论基础 |
3.2 结构化砂轮磨削规则纹理表面实验研究 |
4 表面结构化砂轮应用及研究趋势 |
5 展望 |
(10)聚晶金刚石刀具关键制作工艺及机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.1.1 高速切削对刀具的要求 |
1.1.2 PCD刀具的应用与制作 |
1.2 PCD刀具钎焊技术研究现状 |
1.2.1 PCD复合片的钎焊方法 |
1.2.2 PCD刀具高频感应钎焊研究现状 |
1.2.3 刀具钎焊中PCD的热损伤 |
1.3 PCD刀具磨削技术研究现状 |
1.3.1 PCD刀具的磨削方法 |
1.3.2 金刚石砂轮磨削PCD刀具的研究现状 |
1.4 目前存在的主要问题 |
1.5 论文的主要研究内容 |
2 感应加热原理及试验装置 |
2.1 引言 |
2.2 感应加热及控制 |
2.2.1 感应加热原理及设备 |
2.2.2 模糊控制及同步数据采集系统 |
2.3 钎焊加压装置和刀具剪切装置 |
2.3.1 钎焊加压装置 |
2.3.2 刀具剪切装置 |
2.4 PCD刀具的焊后处理装置 |
2.4.1 刀具焊后处理方法 |
2.4.2 焊后保温炉 |
2.5 PCD刀具专用工具磨床 |
2.6 本章小结 |
3 PCD刀具高频感应钎焊工艺研究 |
3.1 引言 |
3.2 试验设备与方法 |
3.3 钎料钎剂搭配 |
3.3.1 钎料和钎剂的选择 |
3.3.2 钎料钎剂搭配对刀具剪切强度的影响 |
3.3.3 钎料钎剂搭配对刀具钎缝界面的影响 |
3.4 钎焊压力 |
3.4.1 钎焊压力对刀具剪切强度的影响 |
3.4.2 钎缝厚度与刀具剪切强度的关系 |
3.5 钎焊温度 |
3.5.1 钎焊温度对刀具剪切强度的影响 |
3.5.2 钎缝厚度与钎焊温度的关系 |
3.6 恒温时间 |
3.6.1 恒温时间对刀具剪切强度的影响 |
3.6.2 恒温时间对刀具钎缝界面的影响 |
3.6.3 恒温时间对PCD热损伤的影响 |
3.7 本章小结 |
4 PCD刀具焊接前后处理工艺研究 |
4.1 引言 |
4.2 焊前刀体和刀头的纹理处理 |
4.3 焊前刀体预焊处理 |
4.4 焊后处理 |
4.4.1 焊后保温温度对刀具钎焊性能的影响 |
4.4.2 焊后保温时间对刀具钎焊性能的影响 |
4.4.3 不同焊后冷却方式对刀具剪切强度的影响 |
4.4.4 焊后保温对PCD热损伤的影响 |
4.5 本章小结 |
5 金刚石砂轮磨削PCD刀具的机理研究 |
5.1 引言 |
5.2 试验材料与方法 |
5.3 PCD的典型磨削形貌 |
5.4 PCD复合片与砂轮的相对运动 |
5.5 磨削中的脆性去除 |
5.5.1 冲击脆性去除 |
5.5.2 微细破碎 |
5.5.3 沿晶破碎 |
5.5.4 穿晶破碎 |
5.6 磨削中的非脆性去除 |
5.6.1 刻划作用 |
5.6.2 热化学去除 |
5.6.3 PCD的表面软化层 |
5.7 本章小结 |
6 金刚石砂轮磨削PCD刀具的工艺研究 |
6.1 引言 |
6.2 试验材料与方法 |
6.3 砂轮结合剂 |
6.3.1 砂轮结合剂对刀具刃口和后刀面的影响 |
6.3.2 砂轮结合剂对磨除率和磨耗比的影响 |
6.4 磨削液 |
6.4.1 磨削液对刀具刃口和后刀面的影响 |
6.4.2 磨削液对磨除率和磨耗比的影响 |
6.5 磨削速度 |
6.5.1 磨削速度对刀具刃口和后刀面的影响 |
6.5.2 磨削速度对磨除率和磨耗比的影响 |
6.6 调定压力 |
6.6.1 调定压力对刀具刃口和后刀面的影响 |
6.6.2 调定压力对磨除率和磨耗比的影响 |
6.7 磨削进给量 |
6.7.1 磨削进给量对刀具刃口和后刀面的影响 |
6.7.2 磨削进给量对磨除率和磨耗比的影响 |
6.8 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
创新点摘要 |
致谢 |
作者简介 |
四、聚晶金刚石比磨削能的试验研究(论文参考文献)
- [1]铝基复合材料小孔低损伤加工方法的研究[D]. 卢守相. 大连理工大学, 2020
- [2]PCD材料放电加工等离子体特性及去除机理研究[D]. 刘嘉霖. 中国矿业大学(北京), 2020(04)
- [3]砂轮表面形貌重构及其磨削性能研究[D]. 李景焘. 湘潭大学, 2019(02)
- [4]蓝宝石超声辅助磨削的实验研究[D]. 朱杰刚. 华侨大学, 2018(01)
- [5]AISI 1045钢窄深槽结构类零件的高速磨削材料去除机理研究[D]. 张琤. 太原理工大学, 2017(10)
- [6]预压应力磨削加工对氧化铝摩擦磨损性能影响试验研究[D]. 姚远. 湘潭大学, 2017(02)
- [7]超硬涂层磨削工艺实验研究[D]. 魏东光. 大连理工大学, 2017(04)
- [8]CBN-WC-10Co刀具材料磨削机理研究[D]. 梁昶. 长沙理工大学, 2017(01)
- [9]表面结构化砂轮磨削加工技术研究进展[J]. 郭兵,金钱余,赵清亮,吴明涛,曾昭奇. 哈尔滨工业大学学报, 2016(07)
- [10]聚晶金刚石刀具关键制作工艺及机理研究[D]. 贾乾忠. 大连理工大学, 2015(03)