| 固结磨料研磨单晶蓝宝石亚表面损伤的预测 |
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| 引用本文： | 王建彬,马睿,江本赤,王刚,李军,朱永伟.固结磨料研磨单晶蓝宝石亚表面损伤的预测[J].表面技术,2020,49(6):345-351. |
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| 作者姓名： | 王建彬 马睿 江本赤 王刚 李军 朱永伟 |
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| 作者单位： | 1.安徽工程大学 机械与汽车工程学院，安徽 芜湖 241000；2.南京航空航天大学 机电学院 江苏省精密与微细制造技术重点试验室，南京 210016 |
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| 基金项目： | 安徽省高校优秀青年人才支持计划重点项目（gxyqZD2019051）；安徽省自然科学基金资助项目（1708085QE127）；校国家基金预研项目（2017yyzr06）；安徽省人才项目（Z175050020001）；安徽工程大学2018年度中青年拔尖人才培养计划；南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室开放基金 |
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| 摘 要： | 目的 为了准确预测工件亚表面损伤，合理确定材料去除量，优化固结磨料研磨单晶蓝宝石的工艺参数。方法 针对固结磨料研磨特点和单晶蓝宝石特性，采用离散元模拟技术，建立单晶蓝宝石材料的离散元模型，仿真固结磨料对材料研磨的动态过程，分析载荷作用下材料单元颗粒间裂纹的产生和扩展规律，研究磨粒切入深度对亚表面损伤的影响，预测固结磨料研磨单晶蓝宝石亚表面裂纹的数量和深度，并借助化学腐蚀法验证预测结果。结果 采用粒度分别为W14、W28、W50、W65的金刚石固结磨料垫，其对应的研磨单晶蓝宝石亚表面损伤层深度预测值分别为3.75、5.28、7.62、10.92 μm，预测的裂纹数量分别为199、236、526、981条，对应的实验实测值分别为3.79、5.88、8.76、11.44 μm。固结磨料垫中的磨料粒径越大，单晶蓝宝石亚表面损伤层的深度越大，裂纹数量越密集。对比发现腐蚀实验的实测值和理论预测值基本一致，验证了预测结果模型的正确性。结论 采用离散元法可以快速有效地预测固结磨料研磨单晶蓝宝石亚表面损伤层的裂纹数量和深度，为研磨工艺参数的优化和后续抛光工艺参数的制定提供指导。
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| 关 键 词： | 单晶蓝宝石 亚表面损伤 离散元法 固结磨料 研磨 化学腐蚀法 |
| 收稿时间： | 2019/12/31 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2020/6/20 0:00:00 |
Prediction of Subsurface Damage for Fixed Abrasive Lapping Single Crystal Sapphire |
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| WANG Jian-bin,MA Rui,JIANG Ben-chi,WANG Gang,LI Jun,ZHU Yong-wei.Prediction of Subsurface Damage for Fixed Abrasive Lapping Single Crystal Sapphire[J].Surface Technology,2020,49(6):345-351. |
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| Authors: | WANG Jian-bin MA Rui JIANG Ben-chi WANG Gang LI Jun ZHU Yong-wei |
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| Affiliation: | 1.School of Mechanical and Automobile Engineering , Anhui Polytechnic University, Wuhu 241000, China; 2. Jiangsu Key Laboratory of Precision and Microfabrication Technology, School of Mechanical and Electrical Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | single crystal sapphire subsurface damage discrete element method fixed abrasive lapping chemical etching |
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