發(fā)布時(shí)間：2019-05-09 06:54

【摘要】：為探索氮化硅陶瓷單顆磨粒切削加工的機(jī)理,進(jìn)行單顆金剛石磨粒切削氮化硅陶瓷的仿真與試驗(yàn)。選用截角八面體模擬金剛石磨粒,基于Johnson-Holmquist ceramic硬脆材料本構(gòu)模型,采用有限元網(wǎng)格法進(jìn)行單顆磨粒直線切削仿真,分析工件材料的切屑去除、劃痕形貌、應(yīng)力動(dòng)態(tài)變化與分布、切削力變化等現(xiàn)象,以及工藝參數(shù)對(duì)切削力的影響。制備單顆金剛石磨粒工具,在平面磨床上進(jìn)行單顆磨粒切削氮化硅陶瓷的試驗(yàn),進(jìn)一步分析劃痕形貌、切削力的變化,并驗(yàn)證有限元仿真的正確性。研究表明,劃痕光直平整,塑性隆起很少,邊緣存在較大尺寸的破碎,劃痕內(nèi)有局部小尺寸的破碎;劃痕的深度和寬度比磨粒的切削深度和寬度尺寸略大。應(yīng)力與切削力存在動(dòng)態(tài)波動(dòng)。隨著砂輪速度的增加,切向力和法向力減小;隨著切削深度的增加,切向力和法向力增大。切削力比在4~6之間變化。
[Abstract]:In order to explore the mechanism of single abrasive cutting of silicon nitride ceramics, the simulation and experiment of cutting silicon nitride ceramics with single diamond abrasive particles were carried out. Using angle octahedral to simulate diamond abrasive particles, based on Johnson-Holmquist ceramic hard and brittle material constitutive model, the finite element grid method is used to simulate the straight line cutting of single abrasive particles, and the chip removal and scratch morphology of workpiece materials are analyzed. The dynamic change and distribution of stress, the change of cutting force and the influence of process parameters on cutting force. A single diamond abrasive tool was prepared and the experiment of cutting silicon nitride ceramics with a single abrasive particle was carried out on a plane grinder. The scratch morphology and cutting force were further analyzed, and the correctness of the finite element simulation was verified. The results show that the scratches are smooth and smooth, the plastic bulges are few, the edges are broken in a larger size, and there are local small sizes in the scratches, and the depth and width of the scratches are a little larger than the cutting depth and width of the abrasive particles. There are dynamic fluctuations in stress and cutting force. With the increase of grinding wheel speed, the tangential force and normal force decrease, and with the increase of cutting depth, the tangential force and normal force increase. The cutting force ratio varies from 4 to 6.
【作者單位】： 湖南大學(xué)機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院;湖南科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院;湖南科技大學(xué)難加工材料高效精密加工湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(51505144,51405152) 難加工材料高效精密加工湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金(E21539) 高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金(20110161110032)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】：TG501

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 言蘭;姜峰;融亦鳴;;基于數(shù)值仿真技術(shù)的單顆磨粒切削機(jī)理[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2012年11期

2 田霖;傅玉燦;楊路;徐九華;李海燕;丁文鋒;;基于速度效應(yīng)的高溫合金高速超高速磨削成屑過(guò)程及磨削力研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2013年09期

3 宿崇;許立;劉元偉;馬紀(jì)軍;;基于SPH法的CBN磨粒切削過(guò)程數(shù)值模擬[J];中國(guó)機(jī)械工程;2013年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 鄧朝暉;納米結(jié)構(gòu)陶瓷涂層精密磨削機(jī)理及仿真預(yù)報(bào)技術(shù)的研究[D];湖南大學(xué);2004年

2 言蘭;基于單顆磨粒切削的淬硬模具鋼磨削機(jī)理研究[D];湖南大學(xué);2010年

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 丁家莉;萬(wàn)思敏;;精品硬質(zhì)合金頂錘加工質(zhì)量的研究[J];四川有色金屬;2006年03期

2 王學(xué)軍;王姝媛;賀敬良;柳濱;周國(guó)安;;CMP終點(diǎn)監(jiān)測(cè)裝置的設(shè)計(jì)[J];半導(dǎo)體技術(shù);2008年08期

3 元麟;王t ;錢華;;螺紋緊密距量規(guī)磨削牙面缺陷分析及對(duì)策[J];寶鋼技術(shù);2012年01期

4 陳鋒;陳五一;陳志同;;基于激光三角法的CBN杯形砂輪表面形貌檢測(cè)[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2011年10期

5 陸勇;玻璃邊部磨削燒傷現(xiàn)象的探討[J];玻璃;2004年05期

6 孫燕燕;林東玲;張宇;喬楠楠;;金剛石滾輪成形砂輪修整器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J];傳動(dòng)技術(shù);2010年03期

7 郭力,陽(yáng)超,卿啟湘,張國(guó)華;高效深磨加工中熱滲透和瞬態(tài)分析[J];湖南文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年02期

8 郭力;嚴(yán)勇;;磨削溫度的實(shí)驗(yàn)研究[J];湖南文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年04期

9 郭力;李波;;TC4鈦合金高效深磨磨削機(jī)理[J];湖南文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年02期

10 丁明亮;林昌華;龔建;;柔性研磨回轉(zhuǎn)體去毛刺技術(shù)[J];重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年09期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 黑華征;蘇宏華;丁文鋒;田霖;陳珍珍;;CBN砂輪高效深磨TC4鈦合金的工藝試驗(yàn)研究[A];2010年“航空航天先進(jìn)制造技術(shù)”學(xué)術(shù)交流論文集[C];2010年

2 徐春芝;趙國(guó)安;;磨削加工與油性磨削液[A];2007全國(guó)木材加工技術(shù)與裝備發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2007年

3 鄒忠祥;;國(guó)產(chǎn)磨床加工零件端面燒傷分析及解決過(guò)程[A];豪爵摩托獎(jiǎng)廣東省汽車行業(yè)第五期學(xué)術(shù)活動(dòng)論文匯編[C];2008年

4 朱亦茹;;高速卷煙包裝機(jī)多軌跡空間凸輪的工藝設(shè)計(jì)與探索[A];上海煙草系統(tǒng)2005年度優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文集[C];2005年

5 景紅;李愛(ài)平;王剛;吳鑫;;引進(jìn)消化吸收產(chǎn)品調(diào)噴器加工工藝技術(shù)研究[A];第十七屆全國(guó)大功率柴油機(jī)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

6 李誠(chéng);劉傳紹;;超聲無(wú)磨料拋光硬質(zhì)合金刀頭修磨裝置的設(shè)計(jì)[A];2007年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2007年

7 黃云;王福明;;超聲振動(dòng)精密砂帶磨削1Cr13葉片不銹鋼試驗(yàn)研究[A];2007年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2007年

8 周文;黃云;黃智;許慶順;王福明;黃雪松;;發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小端孔口倒角砂帶磨床的研制[A];2007年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2007年

9 朱亦茹;;高速卷煙包裝機(jī)多軌跡空間凸輪的工藝設(shè)計(jì)與探索[A];中國(guó)煙草學(xué)會(huì)2005年論文集[C];2005年

10 燕樣樣;;六方軸表面裂紋原因分析[A];陜西省第四屆理化實(shí)驗(yàn)室主任會(huì)議論文集[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 趙明利;多頻率超聲輔助磨削納米氧化鋯陶瓷表面/亞表面損傷機(jī)理研究[D];河南理工大學(xué);2010年

2 丁和艷;鋁合金車輪CNC機(jī)械拋光工藝優(yōu)化的基礎(chǔ)研究[D];華中科技大學(xué);2010年

3 孔令葉;軸對(duì)稱回轉(zhuǎn)曲面精密磨削加工技術(shù)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2011年

4 黃智;葉片型面數(shù)控砂帶磨削技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2010年

5 佟富強(qiáng);TN85金屬陶瓷球面偶件ELID超精密磨削技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

6 楊長(zhǎng)勇;單層釬焊立方氮化硼砂輪緩進(jìn)深切磨削鈦合金的基礎(chǔ)研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

7 馬輝;基于非局部理論的ZTA納米復(fù)相陶瓷超聲加工延性高效本質(zhì)特征研究[D];上海交通大學(xué);2011年

8 許開(kāi)州;高硬度球面磨削機(jī)理及磨削質(zhì)量控制研究[D];上海交通大學(xué);2011年

9 朱大虎;難加工材料高速外圓磨削機(jī)理及其表面完整性研究[D];東華大學(xué);2011年

10 宿崇;虛擬磨削關(guān)鍵理論及其技術(shù)的研究[D];東北大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 謝萍;基于非局部理論的納米復(fù)相陶瓷材料超聲磨削機(jī)理研究[D];河南理工大學(xué);2010年

2 趙捷;超硬磨料CBN砂輪超聲振動(dòng)修整技術(shù)研究[D];河南理工大學(xué);2010年

3 田海燕;靜電除塵器陽(yáng)極振打系統(tǒng)的非線性分析[D];鄭州大學(xué);2010年

4 李迎麗;提高發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承壽命的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

5 于大海;面向YB-70鋼支承輥加工的磨削工藝研究與質(zhì)量控制技術(shù)[D];大連理工大學(xué);2010年

6 馬海龍;C/E復(fù)合材料磨削溫度理論建模與分析[D];大連理工大學(xué);2010年

7 張小安;螺旋錐齒輪數(shù)控磨削界面力熱耦合的數(shù)字化建模與分析[D];湖南工業(yè)大學(xué);2010年

8 賈濤;釬焊金剛石磨具加工石材的實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2010年

9 何建林;具有微結(jié)構(gòu)功能表面的刀具及車削性能研究[D];華南理工大學(xué);2011年

10 曲世金;YC6108Q曲軸雙面磨削自動(dòng)化磨床的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D];煙臺(tái)大學(xué);2010年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊元政,劉正義,莊育智;等離子噴涂Al2O3陶瓷涂層的結(jié)構(gòu)與組織特征[J];兵器材料科學(xué)與工程;2000年03期

2 徐濱士,李長(zhǎng)久,劉世參,馬世寧;表面工程與熱噴涂技術(shù)及其發(fā)展[J];中國(guó)表面工程;1998年01期

3 王志平,董祖鈺,溫瑾林;高速火焰與等離子噴涂WC/Co涂層的性能比較[J];中國(guó)表面工程;1999年02期

4 王穎淑;丁寧;;外圓縱向磨削加工磨削力模型[J];長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào);2005年06期

5 韓忠，趙暉;熱噴涂發(fā)展趨勢(shì)──新型高能高速噴涂方法[J];材料工程;1996年12期

6 馬章林,劉澤昊;TiO_2含量對(duì)Al_2O_3陶瓷涂層性能的影響[J];材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用;1997年06期

7 馮寶富,趙恒華,蔡光起,金灘;高速單顆磨粒磨削機(jī)理的研究[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào);2002年05期

8 劉貴杰,鞏亞?wèn)|,王宛山;基于VB環(huán)境的砂輪智能選擇系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào);2002年12期

9 張凌飛,張弘_";高硬金屬加工過(guò)程中表面白層的研究[J];工具技術(shù);2004年02期

10 陳建毅;鄭祝堂;徐西鵬;;高速磨削難加工材料的研究進(jìn)展[J];工具技術(shù);2011年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 毛聰;平面磨削溫度場(chǎng)及熱損傷的研究[D];湖南大學(xué);2008年

2 姜峰;不同冷卻潤(rùn)滑條件Ti6Al4V高速加工機(jī)理研究[D];山東大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 韋秋寧;單顆磨粒磨削硅片的試驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2006年

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉大成;氧化鋯復(fù)合氮化硅陶瓷[J];河北陶瓷;2000年04期

2 劉得利;氮化硅陶瓷生產(chǎn)用粉體和添加劑[J];陶瓷工程;2000年04期

3 張德,阮麗梅;用天然石英合成氮化硅的研究[J];非金屬礦;2001年S1期

4 馬光華,汪永清;氮化硅陶瓷韌化的研究與進(jìn)展[J];陶瓷學(xué)報(bào);2001年02期

5 ;氮化硅陶瓷材料生產(chǎn)技術(shù)[J];技術(shù)與市場(chǎng);2002年06期

6 王國(guó)棟,張偉儒,劉子峰;低成本制備氮化硅材料的研究[J];現(xiàn)代技術(shù)陶瓷;2002年04期

7 陳力,馮堅(jiān);氮化硅陶瓷材料的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用[J];硬質(zhì)合金;2002年04期

8 蘇葉清,郭瑞松;氮化硅陶瓷材料的熱力學(xué)分析[J];硅酸鹽通報(bào);2003年05期

9 黃永攀,李道火,王銳,黃偉;氮化硅及其微粉的制備[J];江蘇陶瓷;2003年03期

10 楊柳,李建保,楊曉戰(zhàn),戴金輝;熱處理對(duì)稀土摻雜氮化硅陶瓷性能的影響[J];稀有金屬;2004年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王蓬;楊植崗;吳振寧;王志頭;于燕鵬;黃小峰;;氮化硅中超高氮的檢測(cè)[A];第七屆(2009)中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集（下）[C];2009年

2 楊柳;李建保;楊曉戰(zhàn);;不同熱處理溫度對(duì)氮化硅陶瓷性能的影響[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

3 程蔭芊;黃林恒;汪復(fù)興;;氮化硅陶瓷挺柱抗磨性能的研究[A];第五屆全國(guó)摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];1992年

4 董英鴿;陳樹(shù)江;張偉儒;;加入納米氮化硅對(duì)氮化硅陶瓷性能與結(jié)構(gòu)影響[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)陶瓷分會(huì)2005學(xué)術(shù)年會(huì)論文專輯[C];2005年

5 楊輝;葛曼珍;江仲華;闞紅華;;層狀復(fù)合增韌氮化硅陶瓷[A];94'全國(guó)結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷、金屬/陶瓷封接學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1994年

6 駱俊廷;張慶;張凱鋒;;氮化硅陶瓷超塑拉深成形規(guī)律研究[A];2005年全國(guó)計(jì)算材料、模擬與圖像分析學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

7 高冬云;王炳磊;苗燕;孫曉瑋;;添加稀土氧化物制備多孔氮化硅陶瓷的研究[A];第十七屆全國(guó)高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集[C];2012年

8 呂鑫;寧曉山;徐偉;陳克新;周和平;;放電等離子燒結(jié)氮化硅陶瓷的組織與性能[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

9 王峰;;新穎形貌氮化硅陶瓷材料的合成[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第8分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

10 彭萌萌;寧曉山;;氮化硅粉種類對(duì)氮化硅陶瓷燒結(jié)及熱擴(kuò)散率等性能的影響[A];第十七屆全國(guó)高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前7條

1 馨華;氮化硅基陶瓷材料前景看好[N];廣東建設(shè)報(bào);2000年

2 特約撰稿 張樹(shù)云;碳化硅陶瓷的制作與應(yīng)用[N];廣東建設(shè)報(bào);2004年

3 羅�；�;日開(kāi)發(fā)耐高溫加釕氮化硅陶瓷[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2003年

4 宋輝;氮化硅基陶瓷材料前景看好[N];中國(guó)建設(shè)報(bào);2001年

5 施萌;添加氧化鎂及稀土氧化物的燒結(jié)氮化硅陶瓷[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2002年

6 楊曉占 劉雅政;自增韌氮化硅及其陶瓷軋輥制備技術(shù)的研究[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2005年

7 王亞麗;氮化物產(chǎn)業(yè)借大飛機(jī)項(xiàng)目起飛[N];中國(guó)化工報(bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 孫銀寶;氮化硅基多孔透波材料制備及其性能表征[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

2 龐學(xué)滿;氮化硅基陶瓷復(fù)合材料凝膠注模成型工藝研究[D];天津大學(xué);2008年

3 吳雪峰;激光加熱輔助切削氮化硅陶瓷技術(shù)的基礎(chǔ)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

4 劉偉;基于單顆磨粒切削的氮化硅陶瓷精密磨削仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D];湖南大學(xué);2014年

5 王百年;納米氮化硅、氮化碳及碳材料的合成方法探索[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 葛偉萍;合金元素對(duì)氮化硅制備的影響與研究[D];昆明理工大學(xué);2003年

2 張向軍;自蔓燃氮化硅陶瓷的燒結(jié)技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2009年

3 程傳兵;多孔氮化硅陶瓷及其涂層材料的研究[D];濟(jì)南大學(xué);2013年

4 趙洋;氮化硅陶瓷改性與構(gòu)件精密成型[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

5 呂冰海;微型氮化硅陶瓷球研磨工藝的基礎(chǔ)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2003年

6 王超登;氮化硅陶瓷某典型零件化學(xué)機(jī)械拋光工藝實(shí)驗(yàn)研究[D];湖南大學(xué);2011年

7 李勇霞;高性能氮化硅的制備及其性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

8 張亞光;氋性能氮化硅陶瓷粉體研究[D];浙江大學(xué);2015年

9 郭麗娟;燃燒合成工藝制備氮化硅粉體及相組成影響因素的研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2005年

10 鄒強(qiáng);天線罩用氮化硅陶瓷材料燒結(jié)工藝的研究[D];天津大學(xué);2004年

，

本文編號(hào)：2472565