优选蠕动进给超声磨削工程陶瓷参数的基础研究

论文摘要

由于工程陶瓷材料具有的优良物理、化学性能,使它在一些特殊领域如高温、腐蚀以及易磨损等场所有着诱人的应用前景。但是陶瓷材料的高脆性、高硬度使对它的加工非常困难,因而阻碍了其应用范围的扩大。为了在加工中获得良好的表面质量和大的材料去除率,本文开展了蠕动进给超声磨削工程陶瓷参数优化的基础研究。本文的主要研究内容包括:1)介绍了用正交实验法分析磨削Al2O3陶瓷时,磨削参数对表面粗糙度和材料去除率的影响。通过对磨削深度、进给速度、砂轮转速等三因素三水平实验的数据分析和金相显微图像比较,分析了对表面粗糙度和材料去除率影响的一些规律,得到了降低表面粗糙度、提高材料去除率的磨削参数优化组合。实验表明:在蠕动进给超声磨削加工时,为了降低表面粗糙度,应该选择小的磨削深度,小的砂轮进给速度,大的砂轮转速,较小的砂轮粒度。为了提高材料去除率,应该选择大磨削深度,大的砂轮进给速度,大的砂轮转速。2)分析了复合进给蠕动进给超声磨削、数控展成蠕动进给磨削Al2O3陶瓷的磨削特性,为进一步研究陶瓷蠕动进给超声磨削技术提供了理论和实验依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 陶瓷简介
• 1.2 陶瓷的性质与国内外应用现状
• 1.3 陶瓷材料加工技术简介
• 1.3.1 机械加工
• 1.3.2 ELID 磨削加工
• 1.3.3 高压磨料水加工
• 1.3.4 超声加工
• 1.3.5 激光加工
• 1.4 陶瓷材料超声复合加工技术
• 1.4.1 国内外超声复合加工技术
• 1.4.2 陶瓷超声磨削加工
• 1.5 本课题的主要研究内容和意义
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究的意义
• 第二章 工程陶瓷材料结构及其磨削机理
• 2.1 工程陶瓷材料的结构
• 2.2 工程陶瓷磨削机理
• 2.2.1 脆性材料断裂强度微裂纹理论
• 2.2.2 压痕断裂力学模型
• 2.2.3 磨削加工材料去除机理
• 2.3 超声加工机理
• 2.4 超声磨削加工材料去除机理
• 第三章 实验装置
• 3.1 超声加工设备
• 3.1.1 机床
• 3.1.2 数控系统
• 3.1.3 超声振动系统
• 3.1.4 超声电源
• 3.2 磨削系统
• 3.3 小结
• 第四章 超声磨削参数对表面质量和材料去除量影响的研究
• 4.1 表面粗糙度和材料去除率评价参数的选用
• 4.1.1 表面粗糙度评价参数
• 4.1.2 材料去除率评价参数
• 4.2 实验设计
• 4.2.1 实验条件
• 4.2.2 实验因素和因素水平
• 4.2.3 实验方案表
• 4.3 实验方法与步骤
• 4.3.1 磨削方法
• 4.3.2 操作步骤
• 4.4 实验结果分析
• 4.4.1 试验结果
• 4.4.2 表面粗糙度分析
• 4.4.3 材料去除率分析
• 4.4.4 表面形貌分析
• 4.5 优化设计
• 4.6 分析与讨论
• 4.7 小结
• 第五章 蠕动进给超声磨削叶轮型面的基础研究
• 5.1 引言
• 5.2 复合进给磨削试验
• 5.2.1 试验条件
• 5.2.2 试验结果分析
• 5.3 数控展成蠕动进给磨削陶瓷叶轮型面的基础研究
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.1.1 本文的主要研究工作与得到的结论
• 6.1.2 工作中存在的问题
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的研究成果及发表的学术论文