發(fā)布時間：2017-10-22 05:18

  本文關(guān)鍵詞：基于磨粒地貌優(yōu)化的釬焊金剛石磨拋盤性能研究

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【摘要】：高強度鋼憑借良好的機械性能在航空航天、船舶制造等大型結(jié)構(gòu)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用廣泛,主要以角向磨光機驅(qū)動樹脂砂輪片進行表面磨拋處理,暴露出加工效率低、氣味粉塵大、安全性較差等缺點。為解決上述問題,本文利用高溫釬焊技術(shù),開發(fā)了具有效率高、壽命長、振動噪聲小、安全環(huán)保等優(yōu)勢的新型超硬磨料工具——釬焊金剛石磨拋盤。本文完成的主要研究工作有:(1)選擇具有較高強度、硬度及彈性極限的65Mn鋼作為基體材料;分析樹脂砂輪片的磨損形貌,運用自適應(yīng)仿形原理結(jié)合ANSYS有限元分析軟件設(shè)計并改進了磨拋盤基體外形參數(shù);基于仿生學原理確定了磨拋盤表面磨粒的葉序排布方式;從單顆磨粒磨削原理出發(fā),結(jié)合磨拋盤實際磨拋區(qū)域,確定了磨拋盤主要磨削區(qū)與輔助磨削區(qū)葉序排布參數(shù)。(2)磨拋盤選用真空釬焊爐制備,并規(guī)范了釬焊金剛石磨拋盤的制備工藝;通過ANSYS有限元軟件從理論上分析了夾具、工件形狀、裝爐量等參數(shù)對釬焊加熱及保溫時間的影響,確定了串軸結(jié)合軸套裝夾磨盤的夾具結(jié)構(gòu)。(3)借助掃描電鏡對焊后界面微觀結(jié)構(gòu)進行分析,發(fā)現(xiàn)釬料層與鋼基體界面處有明顯的元素擴散現(xiàn)象,金剛石磨粒與釬料層界面處有碳化物生成,驗證了界面間較高的結(jié)合強度;利用樹脂砂輪片與制備的釬焊金剛石磨拋盤對船體用高強度鋼AH36進行磨拋對比試驗,從磨拋效率、磨拋壽命、工具磨損形貌、加工工件表面質(zhì)量等角度分析驗證了釬焊金剛石磨拋盤良好的磨拋性能,進一步說明基體設(shè)計的合理性。(4)基于彈性隔振原理設(shè)計了磨拋盤隔振環(huán);基于阻尼減振原理設(shè)計了粘彈性阻尼減振結(jié)構(gòu)。試驗表明,增加了隔振減振結(jié)構(gòu)的釬焊阻尼磨拋盤,打磨4小時等效計權(quán)加速度減小48%,工作噪聲減小10d B,接近角磨機空轉(zhuǎn)噪聲。
【關(guān)鍵詞】：釬焊 磨拋盤 金剛石 減振降噪 加工性能
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG454;TG74
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 高強度鋼應(yīng)用及磨拋現(xiàn)狀13-16
• 1.1.1 船用高強度鋼應(yīng)用13-15
• 1.1.2 船用高強度鋼磨拋現(xiàn)狀15-16
• 1.2 釬焊金剛石工具的研究與應(yīng)用16-19
• 1.2.1 天然金剛石與人造金剛石17-18
• 1.2.2 金剛石的釬焊18-19
• 1.3 釬焊金剛石工具磨拋高強度鋼的構(gòu)想19-21
• 1.4 本課題擬研究內(nèi)容及意義21-22
• 第二章 釬焊金剛石磨拋盤的磨粒排布優(yōu)化22-39
• 2.1 金剛石有序排布方式的選擇22-29
• 2.1.1 磨盤基體外形設(shè)計22-24
• 2.1.2 單顆磨粒磨削軌跡24-26
• 2.1.3 基于仿生學磨粒有序排布設(shè)計26-29
• 2.2 金剛石磨拋盤磨削機理研究29-32
• 2.2.1 磨削接觸長度30
• 2.2.2 最大切削深度30-31
• 2.2.3 切屑有效平均寬度31-32
• 2.3 金剛石有序排布參數(shù)的確定32-38
• 2.3.1 主要磨削區(qū)域磨粒排布參數(shù)的確定33-36
• 2.3.2 輔助磨削區(qū)域磨粒排布參數(shù)的確定36-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第三章 釬焊金剛石磨拋盤的制備39-50
• 3.1 釬焊金剛石磨盤制備流程39-40
• 3.2 基于ANSYS軟件的釬焊磨盤溫度場仿真40-46
• 3.2.1 磨盤真空釬焊方法40-42
• 3.2.2 金剛石工具釬焊加熱模型的簡化42-43
• 3.2.3 有限元模型建立43-45
• 3.2.4 初始條件與邊界條件45-46
• 3.3 釬焊溫度曲線優(yōu)化46-49
• 3.3.1 夾具大小對釬焊溫度場的影響46
• 3.3.2 工件外形對釬焊溫度場的影響46-48
• 3.3.3 工裝對釬焊溫度場的影響48
• 3.3.4 釬焊金剛石磨拋盤夾具的確定48-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章 釬焊金剛石磨拋盤磨拋性能研究50-60
• 4.1 釬焊金剛石磨盤宏觀及微觀形貌50-51
• 4.2 試驗條件與方法51-53
• 4.3 磨粒磨損形貌53-55
• 4.4 釬焊磨拋盤與樹脂砂輪片對比試驗55-58
• 4.4.1 材料去除率與刀具壽命55-56
• 4.4.2 切屑分析56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 第五章 釬焊金剛石磨拋盤減振降噪60-71
• 5.1 彈性隔振結(jié)構(gòu)60-63
• 5.1.1 彈性隔振原理60-61
• 5.1.2 彈性隔振結(jié)構(gòu)設(shè)計61-63
• 5.2 阻尼減振結(jié)構(gòu)63-66
• 5.2.1 阻尼減振原理63-64
• 5.2.2 阻尼減振結(jié)構(gòu)設(shè)計64-65
• 5.2.3 結(jié)構(gòu)可行性驗證65-66
• 5.3 磨盤磨拋噪音與振動試驗66-70
• 5.3.1 試驗條件與方法67
• 5.3.2 試驗結(jié)果與分析67-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 總結(jié)71
• 6.2 展望71-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77-78
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文78

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本文編號：1076911