藍(lán)寶石由于具有優(yōu)越的機(jī)械、物理、光學(xué)性能,而在航空航天及民用領(lǐng)域得到應(yīng)用。而在這些應(yīng)用中,都需要對(duì)藍(lán)寶石進(jìn)行高效精密加工,但由于藍(lán)寶石的高硬脆性,使其在磨削加工中很難實(shí)現(xiàn),大量的研究表明:在磨削過(guò)程中施加超聲振動(dòng)不僅可以提高加工效率,也可以提高工件表面質(zhì)量,因此本課題提出對(duì)藍(lán)寶石材料進(jìn)行超聲輔助磨削研究,以揭示藍(lán)寶石超聲輔助磨削機(jī)理。本文對(duì)藍(lán)寶石展開(kāi)超聲輔助磨削實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)比有無(wú)超聲振動(dòng)和不同方向超聲振動(dòng)時(shí)的磨削效果,主要從超聲輔助磨削的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析以及超聲輔助磨削藍(lán)寶石的磨削特性,再結(jié)合表面形貌及缺陷特征,分析了超聲輔助磨削對(duì)藍(lán)寶石加工的影響,具體研究成果如下:(1)對(duì)三個(gè)方向施加超聲振動(dòng)時(shí)磨粒的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了仿真與建模,分析了磨粒與工件的運(yùn)動(dòng)作用過(guò)程。軸向超聲磨削單顆磨粒的運(yùn)動(dòng)軌跡長(zhǎng)于普通磨削,磨屑平均截?cái)嗝娣e比普通磨削要小,磨粒的磨削寬度變大;徑向超聲磨削時(shí),單顆磨粒會(huì)與工件表面產(chǎn)生分離,砂輪表面有效磨粒數(shù)會(huì)減少;切向超聲磨削時(shí),砂輪會(huì)在工件表面反復(fù)熨壓,單顆磨粒也會(huì)和工件表面發(fā)生分離。(2)與普通磨削相比,施加超聲振動(dòng)后,藍(lán)寶石的磨削力,磨削力比和比磨削能都得到了降低。其中徑向超... 

【文章來(lái)源】：華僑大學(xué)福建省

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

藍(lán)寶石材料的應(yīng)用

在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中，都需要對(duì)藍(lán)寶石進(jìn)行高效精密加工屬于藍(lán)寶石精密加工的一種，但由于藍(lán)寶石的高硬脆性，對(duì)其很難獲得理想的加工效率和優(yōu)越的表面質(zhì)量。外研究結(jié)果表明超聲輔助磨削技術(shù)在硬脆材料加工方面有著獨(dú)實(shí)磨削過(guò)程中施加超聲振動(dòng)可以提高材料去除率，降低加工時(shí)工件加工表面質(zhì)量和降低表面損傷，最終實(shí)現(xiàn)材料的高效精密，本課題提出對(duì)藍(lán)寶石材料進(jìn)行超聲輔助磨削的實(shí)驗(yàn)研究，揭藍(lán)寶石的磨削機(jī)理，提高藍(lán)寶石的去除效率和表面質(zhì)量，從而的應(yīng)用需要。石材料的結(jié)構(gòu)特性石的主要成分是氧化鋁，分子式是 α-Al2O3，其中 Al 原子和 O互連接。藍(lán)寶石晶體是一種簡(jiǎn)單的配位型氧化物[10]，表現(xiàn)為各向晶體結(jié)構(gòu)如圖 1.2 所示，屬于六方晶系，晶格參數(shù) a=b=0.47nm，α=β=90°，γ=120°。

第 2 章 超聲輔助磨削的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析超聲輔助磨削是一種將普通磨削加工與超聲振動(dòng)相結(jié)合的特種加工技術(shù)。在磨削過(guò)程中，通過(guò)對(duì)工件或者砂輪施加高頻振動(dòng)，從而改變了工件與砂輪表面磨粒的作用方式。本章主要根據(jù)不同方向施加超聲磨粒的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，建立磨粒與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)模型，然后基于模型，分析不同方向磨粒與工件的相互作用過(guò)程，從理論上分析不同方向超聲振動(dòng)的作用機(jī)理。2.1 超聲輔助磨削類型的分類平面磨削中給工件施加超聲振動(dòng)，根據(jù)工件與砂輪的相對(duì)位置，可以分為三種方向：(a) 與砂輪主軸方向平行的軸向超聲振動(dòng)；(b) 與砂輪進(jìn)給方向平行的徑向超聲振動(dòng)；(c) 與工件運(yùn)動(dòng)方向平行的切向超聲振動(dòng)。如圖 2.1 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碳化硅陶瓷的超聲振動(dòng)輔助磨削[J]. 劉立飛,張飛虎,劉民慧.  光學(xué)精密工程. 2015(08)
[2]基于光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)法單顆磨粒超聲輔助磨削陶瓷材料的磨削力仿真研究[J]. 米召陽(yáng),梁志強(qiáng),王西彬,周天豐,趙文祥,田夢(mèng).  兵工學(xué)報(bào). 2015(06)
[3]超聲輔助磨削碳化硅鋁基復(fù)合材料改善砂輪堵塞的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 向道輝,馬國(guó)峰,張玉龍,梁松,周直昆,張磊.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2015(06)
[4]超聲ELID復(fù)合磨削磨削力模型研究[J]. 趙波,劉折,鄭友益,卞平艷.  宇航材料工藝. 2014(04)
[5]基于沖擊原理的磨削接觸區(qū)及磨削力建模[J]. 修世超,劉明賀,張修銘,白斌.  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(02)
[6]納米結(jié)構(gòu)陶瓷涂層磨削力的研究[J]. 劉偉香,周忠于.  機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2012(01)
[7]國(guó)內(nèi)LED襯底材料的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 高慧瑩.  電子工業(yè)專用設(shè)備. 2011(07)
[8]超聲振動(dòng)輔助磨削技術(shù)的現(xiàn)狀與新進(jìn)展[J]. 梁志強(qiáng),王西彬,吳勇波,栗勇,趙文祥,龐思勤.  兵工學(xué)報(bào). 2010(11)
[9]垂直于工件平面的二維超聲振動(dòng)輔助磨削單晶硅表面形成機(jī)制的試驗(yàn)研究[J]. 梁志強(qiáng),王西彬,吳勇波,趙文祥,彭云峰.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(19)
[10]超聲振動(dòng)輔助磨削NdFeB永磁材料磨削力試驗(yàn)研究[J]. 張洪麗,張建華.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2010(05)

博士論文
[1]淬硬鋼磨削白層的形成機(jī)理研究[D]. 黃向明.湖南大學(xué) 2011
[2]超聲振動(dòng)輔助磨削技術(shù)及機(jī)理研究[D]. 張洪麗.山東大學(xué) 2007
[3]納米結(jié)構(gòu)陶瓷涂層精密磨削機(jī)理及仿真預(yù)報(bào)技術(shù)的研究[D]. 鄧朝暉.湖南大學(xué) 2004

碩士論文
[1]納米硬質(zhì)合金高速深磨工藝試驗(yàn)研究[D]. 蔣福星.湖南大學(xué) 2014
[2]單晶藍(lán)寶石的延性研磨加工研究[D]. 周平.浙江工業(yè)大學(xué) 2010
[3]鈦合金TC4超高速磨削表面完整性的研究[D]. 肖鵬.湖南大學(xué) 2009
[4]藍(lán)寶石晶片超光滑加工技術(shù)研究[D]. 徐安民.蘇州大學(xué) 2007
[5]納米結(jié)構(gòu)WC/Co涂層的精密磨削及磨削后磨損性能研究[D]. 程鋒.湖南大學(xué) 2006



本文編號(hào)：2895867