隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,硬脆材料因其有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)而得到重視,比如陶瓷材料的耐高溫性廣泛應(yīng)用于航空航天,單晶硅的單向?qū)щ娦詰?yīng)用于集成電路的制作,金剛石材料的高硬度和耐磨性多用于金屬材料的切削等。石英玻璃作為典型的硬脆材料,其高透光性能夠制成光學(xué)鏡片,并且醫(yī)學(xué)流動(dòng)池等腔體類產(chǎn)品也多為石英玻璃制品。本論文在探究石英玻璃各種加工方法優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上,以及二維超聲振動(dòng)易產(chǎn)生耦合的現(xiàn)象,選用分離式二維超聲振動(dòng)開式砂帶磨削方式。根據(jù)砂帶磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡方程進(jìn)行磨粒路徑分析和仿真,并對(duì)材料去除機(jī)理進(jìn)行分析;對(duì)二維超聲振動(dòng)相位差進(jìn)行理論分析,得出相位差為p2/時(shí),磨粒與工件有更大的材料去除率,以及越容易使工件材料處于塑性域去除階段;根據(jù)各個(gè)加工參數(shù)建立材料去除模型,發(fā)現(xiàn)磨粒磨削深度和進(jìn)給速度增大,磨粒磨削厚度增大;橢圓振動(dòng)幅值增大,磨粒磨削厚度減小;而過度增大徑向振幅,磨粒磨削厚度趨于穩(wěn)定。利用砂帶磨粒磨損以及磨粒受力確定砂帶轉(zhuǎn)速;通過分析砂帶單次超聲振動(dòng)去除材料體積和工件表面粗糙度,以及磨粒容屑效果,選定砂帶磨粒數(shù)為600#,并選取水基磨削液作為磨削環(huán)境。根據(jù)動(dòng)力學(xué)方程對(duì)階梯型變幅桿、矩形塊以及圓柱形工具頭進(jìn)行設(shè)... 

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 石英玻璃超精密加工技術(shù)現(xiàn)狀
        1.2.1 磨削加工技術(shù)
        1.2.2 微銑削加工技術(shù)
        1.2.3 切削加工技術(shù)
        1.2.4 特種加工技術(shù)
    1.3 存在的問題與加工方法選擇
    1.4 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 超聲振動(dòng)砂帶磨削加工方法分析
    2.1 超聲振動(dòng)砂帶磨削技術(shù)原理
        2.1.1 橢圓振動(dòng)軌跡理論計(jì)算及軌跡仿真
        2.1.2 橢圓振動(dòng)軌跡仿真
    2.2 橢圓振動(dòng)砂帶磨削材料去除模型的建立
        2.2.1 材料去除機(jī)理
        2.2.2 橢圓振動(dòng)相位確定
        2.2.3 砂帶磨粒粒徑的選擇
        2.2.4 材料去除厚度與各個(gè)加工參數(shù)的關(guān)系式建立
    2.3 砂帶轉(zhuǎn)速確定
        2.3.1 砂帶磨損過程分析
        2.3.2 砂帶磨粒力學(xué)模型建立
        2.3.3 砂帶磨損數(shù)學(xué)模型建立
        2.3.4 砂帶磨損率模型建立
    2.4 磨削條件選擇
    2.5 本章小結(jié)
第3章 超聲橢圓振動(dòng)設(shè)備的研制及性能測(cè)試
    3.1 超聲振動(dòng)砂帶磨削系統(tǒng)構(gòu)成
    3.2 裝置設(shè)計(jì)及分析
        3.2.1 變幅桿振動(dòng)理論
        3.2.2 帶有加工工具復(fù)合形變幅桿設(shè)計(jì)分析
    3.3 性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)
        3.3.1 復(fù)合變幅桿超聲振動(dòng)頻率性能測(cè)量
        3.3.2 復(fù)合變幅桿超聲振動(dòng)位移性能測(cè)量
        3.3.3 橢圓合成測(cè)量
    3.4 本章小結(jié)
第4章 石英玻璃磨削試驗(yàn)及分析
    4.1 二維超聲橢圓振動(dòng)砂帶裝置的搭建
    4.2 實(shí)驗(yàn)方案
        4.2.1 磨削深度對(duì)石英玻璃表面粗糙度影響
        4.2.2 石英玻璃進(jìn)給速度對(duì)石英玻璃表面粗糙度影響
        4.2.3 振幅a對(duì)石英玻璃表面粗糙度影響
        4.2.4 振幅b對(duì)石英玻璃表面粗糙度影響
    4.3 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及科研經(jīng)歷
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]倒梯形腔體接收器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及光學(xué)性能[J]. 王志敏,田瑞,齊井超,李培濤,衛(wèi)強(qiáng).  光學(xué)學(xué)報(bào). 2017(12)
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博士論文
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碩士論文
[1]基于材料去除機(jī)理的石英玻璃旋轉(zhuǎn)超聲端面銑削工藝研究[D]. 田傳鑫.中北大學(xué) 2017
[2]超聲振動(dòng)輔助砂帶磨削技術(shù)的研究[D]. 郭曉健.吉林大學(xué) 2017
[3]面向鋼軌打磨的砂帶磨削過程建模與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王榮全.北京交通大學(xué) 2016
[4]正弦形復(fù)合變幅桿的設(shè)計(jì)及其動(dòng)力學(xué)分析[D]. 孫濤.太原理工大學(xué) 2015
[5]超高速磨削材料去除機(jī)理的研究[D]. 王懋林.太原理工大學(xué) 2015
[6]飛秒激光燒蝕石英玻璃機(jī)理與形貌特征研究[D]. 姚龍?jiān)?大連理工大學(xué) 2014
[7]玻璃超聲輔助微銑削加工原理與技術(shù)研究[D]. 周紅偉.河北工業(yè)大學(xué) 2014
[8]光學(xué)玻璃超精密加工專用磨削液的開發(fā)[D]. 伊萍.天津大學(xué) 2012
[9]基于有限元的超聲復(fù)合變幅桿的動(dòng)力學(xué)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 張可昕.北方工業(yè)大學(xué) 2012
[10]納米陶瓷二維超聲磨削表面創(chuàng)成機(jī)理研究[D]. 徐沛林.河南理工大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3732118