聚晶CBN磨粒由微晶CBN顆粒通過(guò)AlN結(jié)合劑粘結(jié)在高溫高壓下燒結(jié)而成。理論上,聚晶CBN磨粒由于特殊的微觀結(jié)構(gòu)在磨損過(guò)程中容易發(fā)生微破碎,從而去除鈍化的微晶顆粒并形成新的微切削刃而自銳,砂輪能夠長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定地保持高鋒利度。然而,針對(duì)聚晶CBN磨粒自銳現(xiàn)象的已有研究仍主要停留在試驗(yàn)層面,缺乏對(duì)磨粒磨損狀態(tài)進(jìn)行定量表征的方法,對(duì)磨粒破碎機(jī)理以及如何通過(guò)微破碎行為保持砂輪高鋒利度的認(rèn)識(shí)也嚴(yán)重不足。有鑒于此,本文擬對(duì)單顆聚晶CBN磨粒及其砂輪的實(shí)際磨損狀態(tài)進(jìn)行定量表征,并結(jié)合仿真與試驗(yàn)闡明聚晶CBN磨粒微結(jié)構(gòu)對(duì)磨粒破碎的影響,揭示聚晶CBN磨粒的破碎機(jī)理,探究磨粒破碎行為對(duì)聚晶CBN砂輪磨削性能的影響。本文的主要研究工作與取得的成果如下:（1）劃分了單顆磨粒磨損演變過(guò)程的不同階段,闡明了磨削速度與單顆磨粒切厚對(duì)聚晶CBN磨粒破碎的影響規(guī)律。結(jié)果顯示,聚晶CBN磨粒的完整磨損過(guò)程可分為初始-穩(wěn)定-劇烈磨損三階段;與單晶磨粒相比,聚晶CBN磨粒通過(guò)微破碎能更加長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定地保持磨粒鋒利度。磨削速度增大促使聚晶磨粒更快磨損,但磨粒微破碎亦有利于保持砂輪高鋒利度;單顆磨粒切厚過(guò)大時(shí)會(huì)增加材料去除量,過(guò)小時(shí)則... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

釬焊CBN砂輪的磨損形式

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文通過(guò)結(jié)合劑粘結(jié)在高溫高壓下燒結(jié)而成，如圖 1.2 所示。由于這一特殊的微觀結(jié)構(gòu)，聚晶 CBN磨粒獲得了宏觀層面上的各向同性，改變了材料性能。在磨粒表面磨鈍時(shí)，微晶顆粒界面處的AlN 結(jié)合劑在較大磨削負(fù)荷的作用下會(huì)產(chǎn)生斷裂并使鈍化的微晶顆粒從磨粒上脫落，有助于發(fā)生一致、均勻的微破碎以實(shí)現(xiàn)砂輪自銳，從而確保砂輪獲得長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定的高鋒利度。Y. Ichida 等[27]使用粒徑為 5~10μm 的超細(xì)微晶 CBN 顆粒與 AlN 結(jié)合劑燒結(jié)制成聚晶 CBN 磨粒，并以此制作了聚晶 CBN 砂輪。研究發(fā)現(xiàn)，在相同的試驗(yàn)條件下，聚晶 CBN 砂輪比單晶 CBN 砂輪得到的磨削力更小、磨削比更大，在磨削過(guò)程中能夠較好地保持砂輪鋒利度與磨削性能。正是由于這些優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者開始研究聚晶 CBN 磨料與工具，并取得了一定成果。然而，目前針對(duì)聚晶 CBN 磨粒自銳現(xiàn)象的研究仍然停留在試驗(yàn)層面，缺乏對(duì)磨粒磨損狀態(tài)進(jìn)行定量表征的方法，缺少對(duì)磨粒破碎機(jī)理以及微破碎行為如何保持的研究。因此，對(duì)聚晶 CBN 磨粒磨損過(guò)程的定量表征以及微破碎機(jī)理的研究與控制成為亟待解決的難題。

并記錄不同磨粒形貌下磨削過(guò)程中的磨粒高度、鋒利度等數(shù)據(jù)變化。單顆磨粒磨損試驗(yàn)平臺(tái)如圖2.1 所示。圖 2.1 單顆聚晶 CBN 磨粒磨損試驗(yàn)平臺(tái)示意圖試驗(yàn)所選用的磨床為德國(guó) BLOHM 公司所產(chǎn)的 PROFIMAT MT-408 高速平面精密磨床，該型號(hào)磨床及輔助裝置的主要參數(shù)列于表 2.1。由于砂輪在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)發(fā)生膨脹，使得砂輪靜止時(shí)的切深往往小于砂輪旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的切深，對(duì)單點(diǎn)接觸的單顆磨粒砂輪影響更大，因此在每次磨削之前都需要進(jìn)行對(duì)刀。在本試驗(yàn)中，使用聲發(fā)射信號(hào)傳感器（型號(hào)：DITTELAE6000）進(jìn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]單層磨料砂輪修整及修整閾值控制試驗(yàn)研究[J]. 馮克明,師超鈺,朱建輝,趙金墜.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(13)
[2]超聲振動(dòng)螺線磨削表面微觀形貌建模與仿真研究[J]. 王秋燕,梁志強(qiáng),王西彬,周天豐,趙文祥,吳勇波,焦黎.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(19)
[3]納米孿晶立方氮化硼機(jī)械研磨機(jī)理研究[J]. 靳田野,陳俊云,趙明慧,王金虎,趙清亮,鹿玲.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(05)
[4]樹脂基圓弧金剛石砂輪的在位精密成形修整技術(shù)[J]. 陳冰,郭兵,趙清亮,王金虎,葛成.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(11)
[5]電鍍金剛石微磨具磨損機(jī)理分析與試驗(yàn)研究[J]. 溫雪龍,鞏亞?wèn)|,程軍,巴德純.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(11)
[6]多孔復(fù)合結(jié)合劑立方氮化硼砂輪磨損特性[J]. 陳珍珍,徐九華,丁文鋒,馬昌玉.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(17)
[7]基于多顆磨粒隨機(jī)分布的虛擬砂輪建模及磨削力預(yù)測(cè)[J]. 張祥雷,姚斌,馮偉,沈志煌.  航空學(xué)報(bào). 2014(12)
[8]鈦合金TC4高速切削刀具磨損的有限元仿真[J]. 陳燕,楊樹寶,傅玉燦,徐九華,蘇宏華.  航空學(xué)報(bào). 2013(09)
[9]超硬微結(jié)構(gòu)表面模具的精密磨削加工技術(shù)[J]. 郭兵,趙清亮,JACKSON Mark J,趙玲玲.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2011(23)
[10]快速點(diǎn)磨削側(cè)邊接觸層模型及CBN砂輪磨損特性[J]. 修世超,蔡光起.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(03)

碩士論文
[1]面向單層釬焊砂輪的多晶CBN磨粒破碎機(jī)理研究[D]. 黃鑫.南京航空航天大學(xué) 2018
[2]單層釬焊多晶CBN砂輪自銳行為研究[D]. 苗情.南京航空航天大學(xué) 2014
[3]單層釬焊多晶立方氮化硼砂輪的制備及性能研究[D]. 張斌.南京航空航天大學(xué) 2012
[4]超高速陶瓷CBN砂輪磨損仿真研究[D]. 李健.東北大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3620086