利用熱絲化學氣相沉積法（HFCVD）制備的CVD金剛石砂輪是一種不含結(jié)合劑的新型磨削工具,砂輪表面的CVD金剛石鍍層磨粒致密均勻,磨粒形狀為規(guī)則的棱錐型,磨粒之間具有一定的容屑空間,單個磨粒晶形完整、磨粒尺寸小于8μm,磨粒突出高度均勻。所以在精密磨削領域中,相比于傳統(tǒng)的結(jié)合劑金剛石砂輪,CVD金剛石砂輪磨削效率高、磨削表面質(zhì)量更好、砂輪壽命長。特別是在精密磨削硬脆材料領域,CVD金剛石砂輪比傳統(tǒng)結(jié)合劑砂輪更具有優(yōu)勢,具有廣泛的應用前景。本課題開展了結(jié)構(gòu)化CVD金剛石砂輪的表面結(jié)構(gòu)設計及其磨削實驗研究,利用MATLAB進行砂輪表面結(jié)構(gòu)陣列的三維形貌設計,建立基于結(jié)構(gòu)化砂輪的三維磨削紋理表面的數(shù)學模型,分析了不同磨削紋理的形成規(guī)律;利用脈沖激光對CVD金剛石砂輪表面進行了結(jié)構(gòu)化加工研究,實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化CVD金剛石砂輪的制備;在單晶硅和碳化鎢表面進行磨削實驗研究,獲得了具有不同形貌特征的磨削紋理,并研究了不同工藝參數(shù)下的紋理變化規(guī)律。首先,建立結(jié)構(gòu)化砂輪磨削紋理的理論模型,基于砂輪表面結(jié)構(gòu)參數(shù)和磨削紋理形貌參數(shù),建立從砂輪表面結(jié)構(gòu)陣列到工件表面磨削紋理形貌的映射關系數(shù)學模型,利用MATLAB... 

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

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

磨削加工的硬脆微結(jié)構(gòu)表面及磨削軌跡和磨削工具[1，2-4]

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文均勻等特點。且由于CVD金剛石表面不含結(jié)合劑，因而砂輪磨不會脫落，且磨粒密度顯著高于傳統(tǒng)細磨粒金剛石砂輪，具有良，特別是對于微結(jié)構(gòu)/紋理表面的加工。磨削加工中，砂輪表面磨粒隨磨粒突出高度及磨粒間距的不同對劃擦、犁耕與切削，所有磨粒的復合作用最終導致工件材料的去的形貌也將“復印”到磨削加工表面，磨削加工表面對砂輪表面高效精密磨削微結(jié)構(gòu)或紋理表面提供了可能。表面結(jié)構(gòu)化砂輪磨經(jīng)成為硬脆材料紋理表面的重要加工方法，其可以實現(xiàn)高效、高粗糙度磨削硬脆材料表面微結(jié)構(gòu)或表面紋理。硬脆材料微結(jié)構(gòu)與削加工原理如圖 1-2 所示，通過合理設計砂輪表面結(jié)構(gòu)參數(shù)并合工藝參數(shù)，砂輪表面紋理結(jié)構(gòu)能夠按一定規(guī)律精確復制到磨削加而能夠有效應用于硬脆材料微結(jié)構(gòu)或紋理表面的高效精密磨削，工制備周期性的高精度硬脆材料微結(jié)構(gòu)或紋理表面，從而顯著提結(jié)構(gòu)表面的加工效率。

圖 1-3 磨損后 CVD 金剛石砂輪的表面形貌（左）和 EDM 銳化后的表面形貌（右）[6]德國布倫瑞克理工大學的 Hoffmeister 等[7-9]在 CVD 金剛石砂輪及其磨削工藝方面進行了大量的研究（圖 1-4），研究結(jié)果表明與傳統(tǒng)燒結(jié)金剛石砂輪相比，CVD 金剛石砂輪除了具有卓越的耐磨性，還可以獲得極低的表面粗糙度，并能夠有效應用于硬脆材料微結(jié)構(gòu)表面的微磨削加工。圖 1-4 CVD 金剛石盤形砂輪和筆形砂輪及堵塞的 CVD 金剛石表面形貌[7-9]日本工業(yè)大學的Suzuki等[10]研究了CVD金剛石砂輪精密磨削碳化鎢（WC），圖 1-5 為CVD磨削工具磨削硬脆材料WC工件表面及磨削前后表面質(zhì)量對比，圖1-6 是磨削工具及其微觀形貌。研究發(fā)現(xiàn)CVD沉積金剛石磨削工具能夠具有較高的磨粒密度，能夠有效的去除工件材料，并獲得了Ra8nm的表面粗糙度，實現(xiàn)了

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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