發(fā)布時間：2020-12-03 02:49

　　藍寶石由于具有優(yōu)越的機械、物理、光學性能,而在航空航天及民用領域得到應用。而在這些應用中,都需要對藍寶石進行高效精密加工,但由于藍寶石的高硬脆性,使其在磨削加工中很難實現(xiàn),大量的研究表明:在磨削過程中施加超聲振動不僅可以提高加工效率,也可以提高工件表面質(zhì)量,因此本課題提出對藍寶石材料進行超聲輔助磨削研究,以揭示藍寶石超聲輔助磨削機理。本文對藍寶石展開超聲輔助磨削實驗研究,對比有無超聲振動和不同方向超聲振動時的磨削效果,主要從超聲輔助磨削的運動學分析以及超聲輔助磨削藍寶石的磨削特性,再結合表面形貌及缺陷特征,分析了超聲輔助磨削對藍寶石加工的影響,具體研究成果如下:(1)對三個方向施加超聲振動時磨粒的運動軌跡進行了仿真與建模,分析了磨粒與工件的運動作用過程。軸向超聲磨削單顆磨粒的運動軌跡長于普通磨削,磨屑平均截斷面積比普通磨削要小,磨粒的磨削寬度變大;徑向超聲磨削時,單顆磨粒會與工件表面產(chǎn)生分離,砂輪表面有效磨粒數(shù)會減少;切向超聲磨削時,砂輪會在工件表面反復熨壓,單顆磨粒也會和工件表面發(fā)生分離。(2)與普通磨削相比,施加超聲振動后,藍寶石的磨削力,磨削力比和比磨削能都得到了降低。其中徑向超... 

【文章來源】：華僑大學福建省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

藍寶石材料的應用

在各個應用領域中，都需要對藍寶石進行高效精密加工屬于藍寶石精密加工的一種，但由于藍寶石的高硬脆性，對其很難獲得理想的加工效率和優(yōu)越的表面質(zhì)量。外研究結果表明超聲輔助磨削技術在硬脆材料加工方面有著獨實磨削過程中施加超聲振動可以提高材料去除率，降低加工時工件加工表面質(zhì)量和降低表面損傷，最終實現(xiàn)材料的高效精密，本課題提出對藍寶石材料進行超聲輔助磨削的實驗研究，揭藍寶石的磨削機理，提高藍寶石的去除效率和表面質(zhì)量，從而的應用需要。石材料的結構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。藍寶石晶體是一種簡單的配位型氧化物[10]，表現(xiàn)為各向晶體結構如圖 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 超聲輔助磨削的運動學分析超聲輔助磨削是一種將普通磨削加工與超聲振動相結合的特種加工技術。在磨削過程中，通過對工件或者砂輪施加高頻振動，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動特點，建立磨粒與工件的相對運動模型，然后基于模型，分析不同方向磨粒與工件的相互作用過程，從理論上分析不同方向超聲振動的作用機理。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，根據(jù)工件與砂輪的相對位置，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；(b) 與砂輪進給方向平行的徑向超聲振動；(c) 與工件運動方向平行的切向超聲振動。如圖 2.1 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]碳化硅陶瓷的超聲振動輔助磨削[J]. 劉立飛,張飛虎,劉民慧.  光學精密工程. 2015(08)
[2]基于光滑粒子流體動力學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,梁志強,王西彬,周天豐,趙文祥,田夢.  兵工學報. 2015(06)
[3]超聲輔助磨削碳化硅鋁基復合材料改善砂輪堵塞的實驗研究[J]. 向道輝,馬國峰,張玉龍,梁松,周直昆,張磊.  制造技術與機床. 2015(06)
[4]超聲ELID復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.  東北大學學報(自然科學版). 2014(02)
[6]納米結構陶瓷涂層磨削力的研究[J]. 劉偉香,周忠于.  機械制造與自動化. 2012(01)
[7]國內(nèi)LED襯底材料的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 高慧瑩.  電子工業(yè)專用設備. 2011(07)
[8]超聲振動輔助磨削技術的現(xiàn)狀與新進展[J]. 梁志強,王西彬,吳勇波,栗勇,趙文祥,龐思勤.  兵工學報. 2010(11)
[9]垂直于工件平面的二維超聲振動輔助磨削單晶硅表面形成機制的試驗研究[J]. 梁志強,王西彬,吳勇波,趙文祥,彭云峰.  機械工程學報. 2010(19)
[10]超聲振動輔助磨削NdFeB永磁材料磨削力試驗研究[J]. 張洪麗,張建華.  機械設計與制造. 2010(05)

博士論文
[1]淬硬鋼磨削白層的形成機理研究[D]. 黃向明.湖南大學 2011
[2]超聲振動輔助磨削技術及機理研究[D]. 張洪麗.山東大學 2007
[3]納米結構陶瓷涂層精密磨削機理及仿真預報技術的研究[D]. 鄧朝暉.湖南大學 2004

碩士論文
[1]納米硬質(zhì)合金高速深磨工藝試驗研究[D]. 蔣福星.湖南大學 2014
[2]單晶藍寶石的延性研磨加工研究[D]. 周平.浙江工業(yè)大學 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 2009
[4]藍寶石晶片超光滑加工技術研究[D]. 徐安民.蘇州大學 2007
[5]納米結構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 2006



本文編號：2895867