金刚石砂轮平面磨削石英陶瓷的研究

论文题目: 金刚石砂轮平面磨削石英陶瓷的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械制造及自动化

作者: 朱爱菊

导师: 林彬

关键词: 石英陶瓷,去除机理,磨削试验,表面粗糙度仿真

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 石英陶瓷不仅具有热膨胀系数小、电性能好、耐化学侵蚀性好等特点,而且具有低的热导率;干燥及烧成收缩小,易于成型复杂形状及大件制品等。因此在玻璃、冶金、电力以及国防工业等行业得到广泛的应用。使用金刚石砂轮磨削陶瓷是加工陶瓷材料的主要加工方法,在磨削加工过程中,金刚石砂轮特性和磨削用量直接影响磨削效率和表面质量。许多学者对氧化铝、碳化硅等典型陶瓷的磨削性能做了大量的研究,而人们对石英陶瓷的磨削性能研究的很少。研究石英陶瓷的特性和磨削性能,对于指导实际生产,具有重要的现实意义。本文观察石英陶瓷的显微结构和物相组成,通过压痕试验测试了它的硬度、断裂韧性,测量了石英陶瓷的密度、气孔率等性能。石英陶瓷是一种多孔材料,气孔率达17.38%,硬度和断裂韧性比一般陶瓷低。根据陶瓷材料的去除机理,考虑单颗磨粒的最大磨削深度、石英陶瓷的临界磨削深度和金刚石砂轮表面磨粒的暴露高度之间的关系,来分析磨削石英陶瓷的去除机理,石英主要以脆性断裂方式去除,工件表面由一个个的剥落坑组成。采用单因素方法,在光学曲线磨床上做了平面磨削石英陶瓷的试验,分析了砂轮磨粒和磨削用量各参数对石英陶瓷磨削性能的影响,试验表明,在平面磨削石英陶瓷时为提高去除率,选用m46砂轮,低的砂轮速度、工件速度,大的磨削深度较合理。根据平面磨削理论,考虑砂轮表面磨粒分布的随机性,利用计算机仿真技术,模拟了平面磨削后工件的表面形貌,分析了磨削用量对工件磨削表面粗糙度的影响,模拟计算的粗糙度值与工件表面实际粗糙度基本是一致的。

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 陶瓷材料的基本类型

1.2 工程陶瓷材料的结构

1.3 陶瓷材料的基本性能

1.4 工程陶瓷的加工技术

1.5 石英陶瓷应用

1.6 金刚石砂轮

1.7 课题主要研究内容与意义

第二章 石英陶瓷的性能

2.1 石英陶瓷的显微结构

2.2 石英陶瓷的物理特性

2.3 石英陶瓷的机械性能

2.4 本章小结

第三章 石英陶瓷的磨削机理

3.1 磨粒的切削过程

3.2 单颗磨粒的最大切深

3.3 陶瓷材料的临界切削厚度

3.4 砂轮磨粒突出高度测试

3.5 石英陶瓷的磨削去除机理

3.6 本章小结

第四章 石英陶瓷的平面磨削实验

4.1 基本概念

4.2 磨削实验中磨削用量的选择

4.3 试验设计

4.3.1 试验条件及试验因素

4.3.2 试验原理及方案

4.3.3 采集信号的处理

4.4 砂轮粒度及磨削用量对加工过程的影响

4.4.1 磨削深度的影响

4.4.2 砂轮速度的影响

4.4.3 工件速度的影响

4.4.4 砂轮粒度、去除率与其它参数的关系

4.5 试验结果及讨论分析

4.6 本章结论

第五章 工件表面粗糙度模拟及试验

5.1 编程语言MATLAB介绍

5.2 砂轮表面形貌

5.3 剥落块的影响系数

5.4 平面磨削模型的建立

5.5 工件表面形貌形成

5.6 工件表面粗糙度的计算

5.7 磨削参数对工件表面粗糙度的影响

5.7.1 工件速度的影响

5.7.2 砂轮转速的影响

5.7.3 磨削深度的影响

5.7.4 砂轮粒度对工件表面粗糙度的影响

5.8 粗糙度试验

5.8.1 粗糙度的测量及结果

5.8.2 工件表面形貌

5.8.3 模拟的粗糙度与试验测量的粗糙度的关系

5.9 本章结论

第六章 结论与展望

6.1 本文主要结论

6.2 后续工作展望

参考文献

附录

发表论文和科研情况说明

致谢

发布时间: 2007-04-17

参考文献

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• [9].陶瓷磨削表面力学损伤评价及裂纹损伤可控磨削研究[D]. 朱洪涛.天津大学2004
• [10].金刚石砂轮磨削参数对陶瓷加工表面粗糙度影响的研究[D]. 李向东.天津大学2004

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