微晶云母陶瓷具有高強度、高硬度和耐腐蝕等優(yōu)異性能,廣泛應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域,尤其是在孔系眾多的復(fù)雜殼體上的使用,但是由于陶瓷材料的高脆性以及深小孔的結(jié)構(gòu)特征,導(dǎo)致對其進(jìn)行深小孔加工成為一項工程難題。超聲輔助磨削結(jié)合了超聲加工和磨削加工的優(yōu)點,能夠有效降低工件加工中所受磨削力,是解決工程陶瓷材料深小孔加工難題的一項高效高質(zhì)量加工技術(shù)。本文對微晶云母陶瓷深小孔超聲磨削加工的原理、表面粗糙度和亞表面裂紋進(jìn)行了研究。本文首先基于運動學(xué)知識,建立了砂輪側(cè)面磨粒和端面磨粒的軌跡方程,并結(jié)合壓痕斷裂力學(xué)模型,求解出了微晶云母陶瓷在磨削加工中脆塑轉(zhuǎn)變深度理論值,開展了刻劃實驗進(jìn)行了材料去除機理和脆塑轉(zhuǎn)變深度理論值的驗證,對比了普通劃痕和超聲劃痕的形貌特征,得出了超聲振動的加入可以明顯改善磨削加工原理的結(jié)論。根據(jù)砂輪側(cè)面磨粒磨削軌跡方程和材料去除機理,建立了微晶云母陶瓷超聲輔助磨削深小孔加工表面粗糙度的數(shù)值仿真模型,得到了深小孔表面三維形貌仿真圖,并計算出了各加工參數(shù)下的工件表面粗糙度值,開展深小孔磨削加工實驗并借助顯微鏡獲得了小孔表面實際形貌及表面粗糙度實測值,通過與模擬結(jié)果的對比,驗證了模型的可靠性,... 

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源和研究的目的及意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題研究目的及意義
    1.2 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 超聲輔助磨削加工的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 表面粗糙度的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 亞表面裂紋的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述
    1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 微晶云母陶瓷深小孔超聲輔助磨削加工原理的研究
    2.1 引言
    2.2 微晶云母陶瓷深小孔磨削加工中磨粒的運動學(xué)分析
        2.2.1 砂輪側(cè)面磨粒運動學(xué)分析
        2.2.2 砂輪底面磨粒運動學(xué)分析
    2.3 微晶云母陶瓷材料去除機理的分析
        2.3.1 材料去除機理的理論分析
        2.3.2 微晶云母陶瓷恒切深刻劃實驗
    2.4 本章小結(jié)
第3章 超聲輔助磨削微晶云母陶瓷深小孔表面粗糙度的研究
    3.1 引言
    3.2 深小孔表面粗糙度的數(shù)值模擬仿真
        3.2.1 砂輪表面形貌仿真
        3.2.2 深小孔表面三維形貌生成算法
        3.2.3 深小孔表面粗糙度值求解算法
        3.2.4 深小孔表面粗糙度數(shù)值仿真模型的仿真結(jié)果
    3.3 深小孔表面粗糙度數(shù)值仿真模型的實驗驗證
    3.4 加工參數(shù)對表面粗糙度的影響規(guī)律
        3.4.1 主軸轉(zhuǎn)速對表面粗糙度的影響規(guī)律
        3.4.2 主軸軸向進(jìn)給速度對表面粗糙度的影響規(guī)律
        3.4.3 超聲振動幅值對表面粗糙度的影響規(guī)律
    3.5 本章小結(jié)
第4章 超聲輔助磨削微晶云母陶瓷深小孔亞表面裂紋的仿真研究
    4.1 引言
    4.2 亞表面裂紋評價標(biāo)準(zhǔn)的建立
        4.2.1 亞表面裂紋的產(chǎn)生機制和分布特征
        4.2.2 亞表面裂紋的檢測方法
        4.2.3 亞表面裂紋的評價標(biāo)準(zhǔn)
    4.3 深小孔亞表面裂紋的數(shù)值模擬仿真
        4.3.1 亞表面裂紋的生成算法
        4.3.2 評價指標(biāo)的求解算法
        4.3.3 小孔亞表面裂紋數(shù)值仿真模型的仿真結(jié)果
    4.4 加工參數(shù)對亞表面裂紋的影響規(guī)律
        4.4.1 主軸轉(zhuǎn)速對亞表面裂紋的影響規(guī)律
        4.4.2 主軸軸向進(jìn)給速度對亞表面裂紋的影響規(guī)律
        4.4.3 超聲振動幅值對亞表面裂紋的影響規(guī)律
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]稀土氧化物激光晶體超精密磨削機理及工藝研究[D]. 李琛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]高體積分?jǐn)?shù)SiCpAl超聲輔助磨削加工工藝特性研究[D]. 梁桂強.吉林大學(xué) 2016

碩士論文
[1]微晶云母陶瓷超聲振動銑磨小孔出口崩邊研究[D]. 張黎明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]微晶云母陶瓷超聲磨削深小孔表面質(zhì)量的研究[D]. 王致遠(yuǎn).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]碳化硅陶瓷精密磨削亞表面損傷及預(yù)測研究[D]. 劉民慧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]超聲輔助放電銑削五軸復(fù)合加工機床數(shù)控系統(tǒng)的研究[D]. 顧爽.天津大學(xué) 2012



本文編號：3704146