隨著尖端科技的發(fā)展,傳統(tǒng)材料和工藝已經(jīng)無(wú)法達(dá)到航空航天、高新技術(shù)以及生物醫(yī)療等高端領(lǐng)域的使用性能,微晶云母陶瓷憑借其物理、化學(xué)及生物方面的特性在這些領(lǐng)域具由潛在的優(yōu)勢(shì)。然而微晶云母陶瓷所具有的硬脆性使其加工難度大,很容易引起裂紋和崩邊等情況的發(fā)生,導(dǎo)致加工后工件表面質(zhì)量變差而不能滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。超聲振動(dòng)銑磨孔加工,是將傳統(tǒng)銑磨加工和超聲振動(dòng)進(jìn)行復(fù)合,以實(shí)現(xiàn)微晶云母陶瓷小孔高效高質(zhì)量加工。超聲振動(dòng)輔助加工改變了材料的去除機(jī)理,對(duì)脆性材料的加工具有良好的效果,可以降低切削力和亞表面損傷;銑磨加工能改變磨粒的運(yùn)動(dòng)軌跡,有利于切屑的排出以及降低切削溫度。目前微晶云母陶瓷材料去除機(jī)理的研究主要是通過(guò)準(zhǔn)靜態(tài)的納米壓痕實(shí)驗(yàn)或者刻劃實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行,對(duì)于超聲振動(dòng)輔助刻劃時(shí)材料去除機(jī)理的研究依舊處于探索階段。并且硬脆材料超聲振動(dòng)輔助磨削的研究主要集中在表面形貌和粗糙度等方面,對(duì)于微晶云母陶瓷小孔加工出口崩邊方面的研究依舊沒(méi)有完整的理論基礎(chǔ),因此進(jìn)行超聲振動(dòng)銑磨小孔加工對(duì)出口崩邊研究具有重要的意義。本文首先對(duì)傳統(tǒng)銑磨加工和超聲振動(dòng)銑磨加工中磨粒的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了對(duì)比,從磨粒的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性方面對(duì)超聲振動(dòng)輔助加工時(shí)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

陶瓷材料在航天零件上的應(yīng)用[19,20]

內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析瓷等硬脆特性材料加工去除機(jī)理的研究已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，塑性脆性域去除的問(wèn)題也已經(jīng)被研究了很多年，通過(guò)刻劃實(shí)驗(yàn)對(duì)陶瓷等材削深度的測(cè)量是研究者所普遍采用的一種方式。其中普通加工方式中驗(yàn)研究已經(jīng)達(dá)到了穩(wěn)定成熟的地位，而超聲刻劃的研究依舊存在很大超聲加工中材料的去除機(jī)理還需要進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)仿真研究。 超聲振動(dòng)加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀早的超聲波加工是俄國(guó)人在 1907 年利用超聲能量對(duì)玻璃材料進(jìn)行雕刻27 年，美國(guó)物理學(xué)家 R. W. Wood 和 A. L. Loomis 提出超聲加工相關(guān)概了試驗(yàn)研究工作，在 1945 年英國(guó)的 L. Balamuth 對(duì)超聲波加工技術(shù)進(jìn)的專利申請(qǐng)。在此之后，日本、前蘇聯(lián)、美國(guó)以及德國(guó)等國(guó)家通過(guò)對(duì)磨料的切削液進(jìn)行超高頻振動(dòng)，如圖 1-2 所示實(shí)現(xiàn)磨粒對(duì)工件的沖擊波加工[24]。

圖 1-3 旋轉(zhuǎn)超聲加工原理圖我國(guó)的超聲振動(dòng)研究始于 20 世紀(jì) 60 年代末，經(jīng)過(guò) 10 多年的緩慢發(fā)展，在 80 年代初期，超聲加工技術(shù)才得到了真正的認(rèn)可和發(fā)展。1980 年，西安理工大學(xué)的薛萬(wàn)夫教授[26]通過(guò)試驗(yàn)對(duì)超聲波加工技術(shù)可行性進(jìn)行了闡述，提出了超聲波振動(dòng)三種基本形式，為了將理論分析與試驗(yàn)相結(jié)合，在隨后成功地研制了安裝在機(jī)床溜板上的低頻振動(dòng)刀架，對(duì)難加工材料進(jìn)行加工。通過(guò)一系列的鉆削實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鉆頭的耐用度有著明顯的提高，加工過(guò)程中切削力和切削加工區(qū)域的溫度得到了降低，加工表面的邊緣毛刺和加工后工件的受力變形得到了明顯的改善，在抑制刀桿振動(dòng)和斷屑排屑方面也有著一定的效果。我國(guó)超聲旋轉(zhuǎn)磨削加工的研究則起步緩慢，主要研究開(kāi)始于 20 世紀(jì) 80 年代。從 90 年代起，國(guó)內(nèi)外旋轉(zhuǎn)超聲波加工方面的研究主要集中在加工設(shè)備、加工理論和工藝試驗(yàn)研究方面。21 世紀(jì)以來(lái)，曾偉民等[27]進(jìn)行了陶瓷旋轉(zhuǎn)超聲磨削和普通磨削加工實(shí)驗(yàn)，加工示意圖如圖 1-4 所示，系統(tǒng)地研究了恒速進(jìn)給條件下加工參數(shù)對(duì)工件質(zhì)量的影響。通過(guò)研究陶瓷材料超聲旋轉(zhuǎn)加工中產(chǎn)生的脆性斷裂和塑性變形，建立了相應(yīng)單顆粒作用的材料去除率模型，如圖 1-5 所示，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]工程陶瓷凹槽型表面微織構(gòu)激光制備工藝研究[J]. 張正,陳曉曉,李德鑫,張文武,于愛(ài)兵.  應(yīng)用激光. 2018(01)
[2]光學(xué)元件亞表層裂紋成核臨界條件研究[J]. 王洪祥,王景賀,嚴(yán)志龍,周巖,徐曦,鐘波.  強(qiáng)激光與粒子束. 2016(04)
[3]95氧化鋁陶瓷加工難點(diǎn)分析及加工方法選擇[J]. 申奇志,陳志堅(jiān),歐陽(yáng)凌江,張京京.  湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(01)
[4]旋轉(zhuǎn)超聲加工陶瓷過(guò)程中崩邊的有限元分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 許俊,胡紅斐,唐勇軍,張永俊.  電加工與模具. 2014(04)
[5]硬脆材料加工誘導(dǎo)崩邊斷裂的機(jī)理分析及控制方法研究[J]. 杜鵑,李占杰,宮虎,房豐洲.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2013(10)
[6]完全燒結(jié)氧化鋯牙科陶瓷材料的旋轉(zhuǎn)超聲加工實(shí)驗(yàn)研究[J]. 鄭侃,肖行志,廖文和,劉紅杰.  人工晶體學(xué)報(bào). 2013(09)
[7]工程陶瓷在金剛石工具取孔加工中出口崩邊的有限元分析[J]. 王秀奇,張鳳林,陳夢(mèng),曹根,周玉梅.  超硬材料工程. 2013(03)
[8]基于有限元法的表面疲勞裂紋擴(kuò)展模擬[J]. 徐杰,周迅,陳文華,李維國(guó).  浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[9]旋轉(zhuǎn)超聲鉆削的切削力數(shù)學(xué)模型及試驗(yàn)研究[J]. 張承龍,馮平法,吳志軍,郁鼎文.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2011(15)
[10]微晶云母陶瓷微型拉瓦爾噴管的超聲加工關(guān)鍵技術(shù)[J]. 王丹,吳杰,顧琳,康小明,韋紅雨,趙萬(wàn)生.  固體火箭技術(shù). 2010(06)

博士論文
[1]SiCp/Al復(fù)合材料超聲振動(dòng)磨削材料去除及表面質(zhì)量研究[D]. 鄭偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]BK7光學(xué)玻璃超聲振動(dòng)磨削脆塑性轉(zhuǎn)變及加工質(zhì)量研究[D]. 趙培軼.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]硬脆材料旋轉(zhuǎn)超聲加工高頻振動(dòng)效應(yīng)的研究[D]. 呂東喜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]旋轉(zhuǎn)超聲波磨削制孔的切削力建模與試驗(yàn)研究[D]. 秦娜.大連理工大學(xué) 2011
[5]納米復(fù)相陶瓷二維超聲振動(dòng)輔助磨削機(jī)理及其表面質(zhì)量研究[D]. 閆艷燕.上海交通大學(xué) 2008
[6]旋轉(zhuǎn)超聲鉆削先進(jìn)陶瓷的基礎(chǔ)研究[D]. 曾偉民.華僑大學(xué) 2006

碩士論文
[1]氮化硅陶瓷孔加工試驗(yàn)研究[D]. 白鶴鵬.大連理工大學(xué) 2017
[2]工程陶瓷旋轉(zhuǎn)超聲鉆削效率的有限元分析[D]. 朱文博.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[3]微型固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)與制造關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 孫小兵.上海交通大學(xué) 2007
[4]微小孔旋轉(zhuǎn)超聲軸向振動(dòng)鉆削技術(shù)研究[D]. 何朝暉.四川大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3099796