發(fā)布時間：2021-03-25 13:52

　　隨著尖端科技的發(fā)展,傳統(tǒng)材料和工藝已經(jīng)無法達到航空航天、高新技術以及生物醫(yī)療等高端領域的使用性能,微晶云母陶瓷憑借其物理、化學及生物方面的特性在這些領域具由潛在的優(yōu)勢。然而微晶云母陶瓷所具有的硬脆性使其加工難度大,很容易引起裂紋和崩邊等情況的發(fā)生,導致加工后工件表面質量變差而不能滿足實際應用的要求。超聲振動銑磨孔加工,是將傳統(tǒng)銑磨加工和超聲振動進行復合,以實現(xiàn)微晶云母陶瓷小孔高效高質量加工。超聲振動輔助加工改變了材料的去除機理,對脆性材料的加工具有良好的效果,可以降低切削力和亞表面損傷;銑磨加工能改變磨粒的運動軌跡,有利于切屑的排出以及降低切削溫度。目前微晶云母陶瓷材料去除機理的研究主要是通過準靜態(tài)的納米壓痕實驗或者刻劃實驗來進行,對于超聲振動輔助刻劃時材料去除機理的研究依舊處于探索階段。并且硬脆材料超聲振動輔助磨削的研究主要集中在表面形貌和粗糙度等方面,對于微晶云母陶瓷小孔加工出口崩邊方面的研究依舊沒有完整的理論基礎,因此進行超聲振動銑磨小孔加工對出口崩邊研究具有重要的意義。本文首先對傳統(tǒng)銑磨加工和超聲振動銑磨加工中磨粒的運動軌跡進行了對比,從磨粒的運動學特性方面對超聲振動輔助加工時... 

【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)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

陶瓷材料在航天零件上的應用[19,20]

內外研究現(xiàn)狀與分析瓷等硬脆特性材料加工去除機理的研究已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，塑性脆性域去除的問題也已經(jīng)被研究了很多年，通過刻劃實驗對陶瓷等材削深度的測量是研究者所普遍采用的一種方式。其中普通加工方式中驗研究已經(jīng)達到了穩(wěn)定成熟的地位，而超聲刻劃的研究依舊存在很大超聲加工中材料的去除機理還需要進行大量實驗仿真研究。 超聲振動加工技術的研究現(xiàn)狀早的超聲波加工是俄國人在 1907 年利用超聲能量對玻璃材料進行雕刻27 年，美國物理學家 R. W. Wood 和 A. L. Loomis 提出超聲加工相關概了試驗研究工作，在 1945 年英國的 L. Balamuth 對超聲波加工技術進的專利申請。在此之后，日本、前蘇聯(lián)、美國以及德國等國家通過對磨料的切削液進行超高頻振動，如圖 1-2 所示實現(xiàn)磨粒對工件的沖擊波加工[24]。

圖 1-3 旋轉超聲加工原理圖我國的超聲振動研究始于 20 世紀 60 年代末，經(jīng)過 10 多年的緩慢發(fā)展，在 80 年代初期，超聲加工技術才得到了真正的認可和發(fā)展。1980 年，西安理工大學的薛萬夫教授[26]通過試驗對超聲波加工技術可行性進行了闡述，提出了超聲波振動三種基本形式，為了將理論分析與試驗相結合，在隨后成功地研制了安裝在機床溜板上的低頻振動刀架，對難加工材料進行加工。通過一系列的鉆削實驗，發(fā)現(xiàn)鉆頭的耐用度有著明顯的提高，加工過程中切削力和切削加工區(qū)域的溫度得到了降低，加工表面的邊緣毛刺和加工后工件的受力變形得到了明顯的改善，在抑制刀桿振動和斷屑排屑方面也有著一定的效果。我國超聲旋轉磨削加工的研究則起步緩慢，主要研究開始于 20 世紀 80 年代。從 90 年代起，國內外旋轉超聲波加工方面的研究主要集中在加工設備、加工理論和工藝試驗研究方面。21 世紀以來，曾偉民等[27]進行了陶瓷旋轉超聲磨削和普通磨削加工實驗，加工示意圖如圖 1-4 所示，系統(tǒng)地研究了恒速進給條件下加工參數(shù)對工件質量的影響。通過研究陶瓷材料超聲旋轉加工中產(chǎn)生的脆性斷裂和塑性變形，建立了相應單顆粒作用的材料去除率模型，如圖 1-5 所示，

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]SiCp/Al復合材料超聲振動磨削材料去除及表面質量研究[D]. 鄭偉.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]BK7光學玻璃超聲振動磨削脆塑性轉變及加工質量研究[D]. 趙培軼.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[3]硬脆材料旋轉超聲加工高頻振動效應的研究[D]. 呂東喜.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[4]旋轉超聲波磨削制孔的切削力建模與試驗研究[D]. 秦娜.大連理工大學 2011
[5]納米復相陶瓷二維超聲振動輔助磨削機理及其表面質量研究[D]. 閆艷燕.上海交通大學 2008
[6]旋轉超聲鉆削先進陶瓷的基礎研究[D]. 曾偉民.華僑大學 2006

碩士論文
[1]氮化硅陶瓷孔加工試驗研究[D]. 白鶴鵬.大連理工大學 2017
[2]工程陶瓷旋轉超聲鉆削效率的有限元分析[D]. 朱文博.哈爾濱工業(yè)大學 2007
[3]微型固體火箭發(fā)動機設計與制造關鍵技術研究[D]. 孫小兵.上海交通大學 2007
[4]微小孔旋轉超聲軸向振動鉆削技術研究[D]. 何朝暉.四川大學 2004



本文編號：3099796