旋转超声磨削金刚石磨具磨损行为演变机制研究
随着现代航空航天技术的飞速发展，对材料性能要求也越来越高。热压烧结Si3N4陶瓷作为新型航空航天材料，具有优良的耐磨性及化学稳定性，以及密度小、高温力学性能高等特点。但热压烧结Si3N4陶瓷作为典型的硬脆材料，加工起来十分困难。旋转超声磨削加工较好的解决了这一问题，它是集超声高频振动与旋转磨削加工复合的一种加工工艺方法。旋转超声磨削加工具有磨削力较小、加工表面质量高等优点。但是在加工过程中，磨具磨损不仅会影响到Si3N4陶瓷表面加工质量，还会对磨具的使用寿命有较大的影响。为了提高加工表面质量，减小磨具磨耗并降低加工成本，开展基于旋转超声磨削的金刚石磨具磨损行为演变机制研究具有重要的意义。 首先，针对热压烧结Si3N4陶瓷在超声磨削加工过程中金刚石磨具超声振动磨削特性，对单个金刚石磨粒进行受力分析，并分析不同结合剂的特性。将磨粒与结合剂之间的镶嵌机制进行理论分析，并确定磨具在超声磨削加工过程中金刚石磨具的磨损形式及磨损阶段。 其次，建立金刚石磨粒三维随机模型。结合金刚石磨粒形貌随机属性，依据虚拟格子法，并根据磨具随机形貌生成磨具三维随机模型，最后根据试验结果，按照磨损形式所占比例建立磨具磨损表面形貌三维模型，实现磨具磨损随机形貌三维建模。 最后进行旋转超声磨削实验，根据试验后得出的磨具磨损的数据，分析金刚石磨具在不同工艺参数和工具参数条件下对磨具磨损的影响。并根据试验结果，分析金刚石工具磨损的影响规律。进行磨具破坏性磨损试验和磨具磨削力检测试验，观测磨具出现的破坏性磨损形式，判断磨具磨损阶段，并使用扫描电镜观测磨具磨损表面形貌和陶瓷表面形貌，通过能谱分析探索磨具破坏磨损的产生原因，分析不同磨损阶段材料表面加工质量的规律。
旋转超声磨削;金刚石磨具;磨损行为;受力分析
哈尔滨理工大学
硕士
机械制造及其自动化
魏士亮
2022
中文
TG580.6
2022-09-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）