基于金刚石钎焊工艺的超声辅助磨削工具研制

摘要

目前用于超声辅助磨削的工具中,工具表面磨粒大多是无序排布的,磨粒分布的不一致,使得超声振动在磨削过程中所起的作用无法得到充分发挥。而且传统的电镀或者烧结金刚石砂轮对磨粒把持力较小,在磨削过程中容易发生磨粒脱落的现象。钎焊金刚石砂轮具有很高的结合强度,有效防止磨粒过早脱落,提高砂轮的使用寿命。为此,本课题提出并开展了基于金刚石钎焊工艺的超声辅助磨削工具的研制工作,研究成果可为硬脆材料的超声辅助磨削提供工具支持。
　　本文完成的主要工作如下:
　　(1)通过红外测温试验和超声振幅测量试验,选择出合适的工具基体材料。利用有限元分析软件对超声振动系统进行模态分析,获得系统的谐振频率和振型,设计出工具基体的尺寸结构。
　　(2)设计单颗磨粒滑擦试验,建立单颗磨粒运动学模型,推导超声磨削状态下单颗磨粒未变形最大切屑厚度agmax。通过Matlab软件对磨料群运动轨迹进行仿真分析,确定磨粒工具表面磨粒的排布。采用金刚石钎焊技术,制作出单层有序排布钎焊金刚石砂轮。
　　(3)使用制作的钎焊金刚石砂轮分别在有超声和无超声状态下对SiC陶瓷进行磨削试验,从磨削力、加工表面完整性以及磨削比能等方面对研制砂轮磨削性能进行分析和评价,确证磨粒有序排布钎焊金刚石砂轮在超声辅助磨削中的适应性。

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注释表

第一章 绪论

1.1工程陶瓷材料磨削加工技术研究现状

1.2 旋转超声加工机理

1.3 旋转超声加工工具研究现状

1.4 课题研究构想及研究内容

第二章 超声辅助磨削工具基体设计

2.1工具基体材料选择

2.2工具基体的结构设计

2.3 工具基体结构尺寸确定

2.4本章小结

第三章 工具表面磨粒排布优化与制作

3.1 超声辅助磨削运动学分析

3.2 磨粒群磨削轨迹的理论分析

3.3 超声辅助磨削钎焊金刚石工具的制作

3.4本章小结

第四章 钎焊金刚石工具超声辅助磨削SiC陶瓷的加工性能

4.1 试验条件

4.2 磨削力分析

4.3 工件表面完整性分析

4.4磨削比能分析

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文