旋轉(zhuǎn)超聲加工（RUM）是一種集傳統(tǒng)超聲加工與磨削加工為一體的復(fù)合加工方法,利用金剛石刀具對(duì)BK7玻璃進(jìn)行加工可以達(dá)到所需的幾何形狀和精度,是BK7玻璃元件高效加工的一種切實(shí)可行方法。然而在刀具主軸高頻振動(dòng)作用下,磨粒對(duì)工件表面產(chǎn)生較大的沖擊載荷勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致表面及亞表面損傷增大,從而降低了工件的機(jī)械承載能力。因此,需要深入研究BK7玻璃旋轉(zhuǎn)超聲加工材料去除機(jī)理、表面/亞表面損傷特征、亞表面裂紋深度檢測(cè)及預(yù)測(cè)方法,以實(shí)現(xiàn)BK7玻璃元件的高效低損傷加工。本文通過(guò)BK7玻璃刻劃實(shí)驗(yàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)超聲加工材料去除機(jī)理及表面損傷特征進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)工件表面存在由材料塑性流動(dòng)及脆性斷裂產(chǎn)生的表面損傷;在不同刻劃速度下進(jìn)行變切深單刻劃實(shí)驗(yàn),同時(shí)在不同刻劃間距和切深條件下進(jìn)行雙刻劃實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,刻劃速度的增大導(dǎo)致脆/塑轉(zhuǎn)變臨界切深及臨界載荷變大,刻劃深度和劃痕間距也對(duì)材料去除及表面損傷產(chǎn)生了一定地影響。深入分析BK7玻璃旋轉(zhuǎn)超聲加工表面創(chuàng)成機(jī)理,采用多種方法對(duì)工件表面及亞表面損傷形貌及裂紋深度進(jìn)行了檢測(cè),研究了旋轉(zhuǎn)超聲加工亞表面裂紋形成機(jī)理,發(fā)現(xiàn)殘余應(yīng)力誘導(dǎo)中位/徑向裂紋和側(cè)向裂紋系統(tǒng)的產(chǎn)生,同時(shí)在主軸高頻振動(dòng)... 

【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

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來(lái)源
    1.2 課題的研究背景及目的和意義
    1.3 BK7玻璃磨粒加工材料去除機(jī)理研究現(xiàn)狀
        1.3.1 刻劃實(shí)驗(yàn)
        1.3.2 旋轉(zhuǎn)超聲加工實(shí)驗(yàn)
    1.4 亞表面損傷特征及深度檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.5 旋轉(zhuǎn)超聲加工亞表面損傷預(yù)測(cè)方法研究現(xiàn)狀
    1.6 BK7玻璃旋轉(zhuǎn)超聲加工邊緣破損研究現(xiàn)狀
    1.7 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 基于刻劃實(shí)驗(yàn)的BK7玻璃旋轉(zhuǎn)超聲加工表面損傷特征分析
    2.1 引言
    2.2 超聲振動(dòng)刻劃實(shí)驗(yàn)原理及裝置
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原理
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置
    2.3 超聲振動(dòng)變切深單刻劃實(shí)驗(yàn)研究
        2.3.1 單刻劃實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        2.3.2 單刻劃劃痕區(qū)域劃分
        2.3.3 單刻劃表面損傷形貌分析
        2.3.4 劃痕表面三維形貌分析
        2.3.5 劃痕截面特征分析
        2.3.6 刻劃力特征分析
        2.3.7 刻劃速度對(duì)臨界切深和臨界載荷的影響
    2.4 超聲振動(dòng)固定切深雙刻劃實(shí)驗(yàn)研究
        2.4.1 雙刻劃實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        2.4.2 雙刻劃表面損傷形貌分析
        2.4.3 雙刻劃刻劃力特征分析
    2.5 劃痕亞表面損傷形貌
    2.6 本章小結(jié)
第3章 旋轉(zhuǎn)超聲加工亞表面裂紋形成機(jī)理及深度檢測(cè)
    3.1 引言
    3.2 旋轉(zhuǎn)超聲加工表面創(chuàng)成機(jī)理
    3.3 旋轉(zhuǎn)超聲加工表面損傷形貌分析
    3.4 基于截面顯微法的亞表面損傷形貌分析
    3.5 基于磁流變拋光斑點(diǎn)法的亞表面裂紋深度檢測(cè)
        3.5.1 試件制備
        3.5.2 檢測(cè)原理及操作步驟
        3.5.3 磁流變拋光斑點(diǎn)法檢測(cè)結(jié)果分析
    3.6 BK7玻璃旋轉(zhuǎn)超聲加工亞表面裂紋形成機(jī)理
    3.7 本章小結(jié)
第4章 BK7玻璃旋轉(zhuǎn)超聲端銑加工亞表面損傷深度預(yù)測(cè)方法
    4.1 引言
    4.2 磨粒運(yùn)動(dòng)特性及軌跡分析
    4.3 旋轉(zhuǎn)超聲端銑加工要素分析
        4.3.1 端面磨粒與銑削表面接觸長(zhǎng)度
        4.3.2 刀具端面有效磨粒數(shù)的計(jì)算
    4.4 旋轉(zhuǎn)超聲端銑加工亞表面裂紋深度預(yù)測(cè)模型
        4.4.1 中位裂紋和側(cè)向裂紋深度計(jì)算
        4.4.2 軸向切削力與軸向最大印壓載荷關(guān)系
        4.4.3 端銑加工亞表面損傷深度的計(jì)算
    4.5 工藝參數(shù)與粗糙度及亞表層損傷深度之間的關(guān)系
    4.6 工藝參數(shù)對(duì)表面粗糙度及亞表面裂紋深度的影響
        4.6.1 主軸轉(zhuǎn)速對(duì)Ra及dSSDC的影響規(guī)律
        4.6.2 進(jìn)給速度對(duì)Ra及dSSDC的影響規(guī)律
        4.6.3 切削深度對(duì)Ra及dSSDC的影響規(guī)律
    4.7 旋轉(zhuǎn)超聲端銑加工工藝參數(shù)的優(yōu)化
    4.8 本章小結(jié)
第5章 BK7玻璃旋轉(zhuǎn)超聲銑磨加工邊緣破損分析
    5.1 引言
    5.2 銑磨加工側(cè)面磨粒與磨削表面接觸長(zhǎng)度
    5.3 徑向切削力與徑向最大印壓載荷關(guān)系
    5.4 BK7玻璃旋轉(zhuǎn)超聲加工邊緣破損機(jī)理
    5.5 BK7玻璃旋轉(zhuǎn)超聲加工出口崩邊發(fā)生的臨界條件
    5.6 BK7玻璃旋轉(zhuǎn)超聲加工邊緣破損實(shí)驗(yàn)研究
        5.6.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
        5.6.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        5.6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.7 銑磨加工工藝參數(shù)對(duì)出口崩邊尺寸的影響
        5.7.1 進(jìn)給速度對(duì)崩邊尺寸的影響
        5.7.2 切削深度對(duì)崩邊尺寸的影響
        5.7.3 主軸轉(zhuǎn)速對(duì)崩邊尺寸的影響
    5.8 旋轉(zhuǎn)超聲銑磨加工邊緣破損抑制策略
    5.9 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[4]光學(xué)材料加工亞表面損傷檢測(cè)及控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王卓.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
[5]旋轉(zhuǎn)超聲加工機(jī)床的研制及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 鄭書(shū)友.華僑大學(xué) 2008
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本文編號(hào)：3354187