本文關鍵詞：短脈沖激光微結(jié)構(gòu)化粗粒度青銅金剛石砂輪試驗研究

  更多相關文章： 微結(jié)構(gòu)化 粗粒度 短脈沖激光 青銅結(jié)合劑金剛石砂輪 磨削性能

【摘要】：金剛石砂輪在硬脆材料的磨削加工中應用廣泛,細粒度金剛石砂輪磨削時可獲得高質(zhì)量的工件表面,但往往存在磨削效率低、修整頻繁等缺點,粗粒度砂輪磨削效率高,但磨削工件表面質(zhì)量相對較差。探索粗粒度砂輪結(jié)構(gòu)化新工藝,實現(xiàn)粗粒度砂輪高效高質(zhì)量磨削技術,具有遠大的發(fā)展前景與應用價值。鑒于此,本文設計并搭建了一套以脈沖紫外激光為光源,可實現(xiàn)青銅金剛石砂輪表面微結(jié)構(gòu)化的試驗平臺,采用激光加工的方法、基于激光燒蝕原理,圍繞紫外激光微結(jié)構(gòu)化60#青銅金剛石砂輪技術開展了一系列試驗。具體包括以下工作:(1)分析了60#青銅金剛石砂輪表面微結(jié)構(gòu)化溝槽寬度與深度的選定原則,試驗研究了激光功率密度、激光道數(shù)與道間距、激光光斑重疊率、激光循環(huán)掃描次數(shù)對微結(jié)構(gòu)化效果的影響。結(jié)果表明,提高激光功率密度可以獲得更高的微結(jié)構(gòu)化效率;激光道數(shù)與道間距對微結(jié)構(gòu)化溝槽寬度起關鍵作用;激光光斑重疊率對磨粒微結(jié)構(gòu)化溝槽底部質(zhì)量產(chǎn)生明顯影響;激光循環(huán)掃描次數(shù)對微結(jié)構(gòu)化溝槽深度起關鍵作用。(2)分析了砂輪表面微結(jié)構(gòu)化溝槽寬度與深度對微結(jié)構(gòu)化溝槽形成過程的影響規(guī)律。當溝槽深度一致時,溝槽寬度越小,溝槽深度增加越慢,溝槽形成速度越慢;當溝槽寬度一致時,溝槽深度越大,溝槽深度增加越慢,溝槽形成速度越慢。(3)開展了激光微結(jié)構(gòu)化溝槽密度與溝槽角度的對比試驗,觀測了不同溝槽密度下砂輪表面金剛石磨粒狀態(tài),對不同溝槽角度下磨削工件的表面粗糙度進行了對比。結(jié)果表明,微結(jié)構(gòu)化溝槽密度過小或過大都會引起不良微結(jié)構(gòu)化磨粒比例的增加,本試驗條件下最佳溝槽密度為27.5%;當溝槽角度為0°或者90°時,工件表面質(zhì)量較差。(4)制備了兩種不同表面圖案的微結(jié)構(gòu)化砂輪,以YG8硬質(zhì)合金為工件,開展了與非結(jié)構(gòu)化金剛石砂輪的磨削對比試驗。結(jié)果表明,與非微結(jié)構(gòu)化砂輪相比,采用激光微結(jié)構(gòu)化后的金剛石砂輪磨削工件表面的滑擦痕跡更淺更均勻,微觀形貌更好,工件表面粗糙度值更低,但是結(jié)構(gòu)化砂輪的耐磨性有一定程度降低。
【關鍵詞】：微結(jié)構(gòu)化 粗粒度 短脈沖激光 青銅結(jié)合劑金剛石砂輪 磨削性能
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG743
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 符號表13-14
• 第1章 緒論14-22
• 1.1 研究背景與意義14-15
• 1.2 青銅金剛石砂輪15
• 1.3 砂輪的結(jié)構(gòu)化15-16
• 1.4 砂輪結(jié)構(gòu)化國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.5 本文研究內(nèi)容及目標20-22
• 第2章 短脈沖激光微結(jié)構(gòu)化砂輪試驗平臺搭建22-30
• 2.1 前言22
• 2.2 砂輪表面激光微結(jié)構(gòu)化原理22
• 2.3 脈沖紫外激光器掃描系統(tǒng)22-25
• 2.3.1 紫外激光器22-24
• 2.3.2 振鏡式激光掃描系統(tǒng)24-25
• 2.4 平面磨床25-26
• 2.5 光纖激光器26
• 2.6 微結(jié)構(gòu)化試驗平臺26-27
• 2.7 主要測試儀器27-30
• 2.7.1 超景深三維顯微鏡27-28
• 2.7.2 精密粗糙度測試儀28
• 2.7.3 視頻顯微鏡28-30
• 第3章 短脈沖激光微結(jié)構(gòu)化工藝參數(shù)研究30-47
• 3.1 前言30
• 3.2 試驗裝置與材料30-32
• 3.2.1 試驗裝置30-31
• 3.2.2 試驗材料31-32
• 3.3 砂輪表面激光微結(jié)構(gòu)化溝槽的設計32-35
• 3.3.1 微結(jié)構(gòu)化溝槽寬度與溝槽深度的選擇32-33
• 3.3.2 微結(jié)構(gòu)化溝槽寬度與溝槽深度的測量方法33-34
• 3.3.3 微結(jié)構(gòu)化溝槽的影響因素34-35
• 3.4 試驗結(jié)果與討論35-45
• 3.4.1 激光功率密度對微結(jié)構(gòu)化效果的影響35-37
• 3.4.2 激光道數(shù)與道間距對微結(jié)構(gòu)化效果的影響37-40
• 3.4.3 激光光斑重疊率對微結(jié)構(gòu)化溝槽質(zhì)量的影響40-43
• 3.4.4 循環(huán)掃描次數(shù)對微結(jié)構(gòu)化溝槽深度的影響43-44
• 3.4.5 微結(jié)構(gòu)化溝槽寬度與溝槽深度對溝槽形成過程的影響分析44-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第4章 激光表面微結(jié)構(gòu)化砂輪的制備與磨削試驗研究47-61
• 4.1 前言47
• 4.2 試驗部分47-50
• 4.2.1 試驗材料與裝置47-49
• 4.2.2 試驗方案設計49-50
• 4.3 激光表面微結(jié)構(gòu)化金剛石砂輪的制備50-56
• 4.3.1 微結(jié)構(gòu)化溝槽密度分析50-53
• 4.3.2 微結(jié)構(gòu)化溝槽角度分析53-55
• 4.3.3 兩種激光表面微結(jié)構(gòu)化金剛石砂輪的制備55-56
• 4.4 表面激光微結(jié)構(gòu)化金剛石砂輪磨削對比56-60
• 4.4.1 工件表面微觀形貌對比56-57
• 4.4.2 工件表面粗糙度對比57-58
• 4.4.3 砂輪磨削比對比58-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論與展望61-63
• 參考文獻63-67
• 致謝67-68
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄68

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 岳吉祥,劉衍聰,陳勇;大直徑無心磨金剛石砂輪制作及修整工藝研究[J];金剛石與磨料磨具工程;2005年04期

2 弓滿鋒,梅芳,李九齡;電瓷機械磨削中金剛石砂輪平衡問題探討[J];電瓷避雷器;2005年02期

3 楊清田;;如何提高金剛石砂輪的鋒利度[J];超硬材料工程;2011年05期

4 ;試用人造金剛石砂輪磨剛玉石瓷軸[J];人造金剛石;1976年S2期

5 ;應用人造金剛石砂輪好處多[J];機械工人技術資料;1976年02期

6 蔡洪生;應再根;;人造金剛石砂輪的噴砂打磨[J];航空工藝技術;1979年01期

7 李良福;;金剛石砂輪的成型裝置[J];機械科學與技術;1990年03期

8 沙金;;金剛石砂輪自動成形機[J];工具技術;1990年06期

9 李良福;;金剛石砂輪的成型裝置[J];機械科學與技術;1990年03期

10 秦福明;金剛石砂輪的簡易修整法[J];機械工人.冷加工;1991年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 史家順;蔡光起;梁巧云;;一種碗狀金剛石砂輪在線修整裝置的研制[A];2005年中國機械工程學會年會論文集[C];2005年

2 許明明;李冬冬;胡德金;宋曉輝;;基于PCA分析法對電火花放電修整金剛石砂輪工藝參數(shù)的優(yōu)化[A];第13屆全國特種加工學術會議論文集[C];2009年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魯艷軍;金剛石砂輪微尖端的ECD修銳修整及其微磨削應用研究[D];華南理工大學;2015年

2 李克華;納米級超精密磨削IC硅片的金剛石砂輪材料研究[D];上海大學;2016年

3 鄧輝;脈沖激光修整粗粒度青銅金剛石砂輪及其磨削性能研究[D];湖南大學;2015年

4 蔡頌;脈沖光纖激光修整青銅金剛石砂輪機理研究[D];湖南大學;2016年

5 伍俏平;新型金剛石砂輪的制備及其磨削性能研究[D];湖南大學;2011年

6 蔡蘭蓉;霧狀介質(zhì)中放電修整金剛石砂輪技術及機理研究[D];上海交通大學;2008年

7 徐正亞;高頻感應釬焊金剛石砂輪的基礎研究[D];南京航空航天大學;2008年

8 趙玲玲;基于大磨粒金剛石砂輪的光學玻璃高效精密磨削技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

9 陳根余;聲光調(diào)Q Nd：YAG脈沖激光修整青銅金剛石砂輪機理及技術研究[D];湖南大學;2006年

10 許明明;非金屬基金剛石砂輪霧狀介質(zhì)復合修整的理論及實驗研究[D];上海交通大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙亞慶;多孔金屬結(jié)合劑金剛石砂輪的制備及磨削機理的研究[D];河南工業(yè)大學;2016年

2 龔愿愿;弧區(qū)變化對藍寶石晶片鋸切機理的影響研究[D];華僑大學;2016年

3 賀鑫;釬焊金剛石砂輪高效深磨氧化鋁陶瓷的實驗研究[D];華僑大學;2016年

4 杜晗;光纖激光修整凹形面青銅金剛石砂輪試驗研究[D];湖南大學;2016年

5 何杰;短脈沖激光微結(jié)構(gòu)化粗粒度青銅金剛石砂輪試驗研究[D];湖南大學;2016年

6 譚廷武;金剛石砂輪V形尖端的微細精密修整實驗研究[D];華南理工大學;2011年

7 趙毅;面向微結(jié)構(gòu)表面磨削的金剛石砂輪精密修整技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

8 李洋;霧狀介質(zhì)中放電修整金剛石砂輪機理研究[D];天津職業(yè)技術師范大學;2013年

9 鄭佳華;金剛石砂輪分時修整的曲面微溝槽精密加工研究[D];華南理工大學;2013年

10 陳曦;接觸式放電修整金剛石砂輪的實驗研究[D];西安工業(yè)大學;2014年

，

本文編號：970982