硬脆材料磨削加工机理的理论分析

通过对硬脆材料 (玻璃 )的切削试验 ,建立了硬脆材料的磨削模型 ,讨论了硬脆材料在磨粒作用下的塑性变形和断裂行为     

硬脆材料的激光辅助磨削加工研究进展

硬脆材料具有良好的材料力学性能,广泛应用于众多工业领域。但由于其硬度高及脆性大,导致其在磨削加工过程中容易产生脆性断裂等缺陷。激光辅助磨削加工是解决硬脆材料加工中产生缺陷的一种有效加工方法,国内外学者对此开展了大量研究。现从激光辅助加工的作用、激光辅助磨削加工方法方面对国内外的研究现状进行综述,并对硬脆材料激光辅助磨削加工技术未来的发展趋势进行了展望。     

硬脆材料微磨削表面形成机理试验研究

微磨削作为微尺度硬脆材料元器件的一种重要加工方法越来越受到重视,分析硬脆材料微磨削材料去除机理、提出其应为脆性去除与延性去除的综合作用,并就硬脆材料微磨削中材料去除过程与传统磨削方式的不同建立微磨削表面形成模型。为揭示硬脆材料微磨削过程的表面形成机理,验证所提出的微磨削未变形切屑厚度hm与微磨削表面粗糙度Ra计算模型的科学性和准确性,针对钠钙玻璃这一典型硬脆材料设计了正交微磨削试验,就试验结果进行硬脆材料微磨削表面形貌分析,讨论硬脆材料微磨削表面影响因素以及影响规律。基于试验数据结果对所建立微磨削模型的科学性进行了验证,并通过试验获得了微磨削后表面粗糙度Ra从78 nm至0.98 μm的一系列表面,为硬脆材料微磨削表面形成机理研究提供了理论参考与试验依据。     

高精磨削硬脆材料的新方法

工程陶瓷铁氧体一类硬脆材料,在半导体、磁头和光学零件等现代工业中使用越来越多。它们对缺陷的敏感性,使它们的工作表面必须十分精整。因此,用超硬砂轮高精磨此类零件是必要的,但普通砂轮的修整方法不宜使用。使用加工中放电修整法,可明显提高砂轮性能,减小被磨工件表面粗糙度和损伤,并减小磨削力。是高精磨削硬脆材料的好方法。     

硬脆单晶材料塑性域去除机理研究进展

硬脆单晶材料具有高硬度、低密度、低热膨胀系数、化学稳定性好等特点,近年来在光学、航空航天、电子、固体激光器等领域应用广泛。这类材料由于高硬度、低断裂韧性等特点,加工过程容易产生脆性断裂,属于典型的难加工材料。硬脆单晶材料的塑性域加工技术成为超精密加工领域研究的热点问题,然而目前对硬脆单晶材料塑性域去除机理的研究尚处于探索阶段。介绍了硬脆单晶材料塑性域加工的概念,综述了硬脆单晶材料的塑性域去除机理,指出了目前硬脆单晶材料在塑性域去除机理研究方面存在的问题,并对硬脆单晶材料塑性域去除机理的未来研究方向进行了展望。     

脆硬材料的切削加工

高硅耐酸铸铁具有良好的耐腐蚀性能,价格低廉、资源丰富,是制造各种石油、化工、冶金和医疗等耐腐蚀设备的主要原料之一。但是,这种材料性能硬而脆,不易切削加工,过去只得用全磨削的机械加工方法,产品质量差,生产效率低,因而,也限制了这种材料的广泛利用。我厂从长期的工艺试验和生产实践中,革新成功和不断完善了一套加工高硅铸铁的刀具及加工工艺,为我厂的产品创优和更新换代提供了工艺手段,取得了较好的经济效果。     

超声波在硬脆材料磨削中的应用

大量的过程工艺研究表明,磨削硬脆材质工件比较有效的方法是使用超声波技术支持。在侧切面旋磨运动中轴向使用超声波会明显降低过程力度,而过程力度的降低可以提高走刀速度,从而提高单位时间切削量,提高生产率。     

非金属硬脆材料的先进孔加工技术研究进展

现有的非金属硬脆材料的孔加工方法存在一些技术难题:如激光加工的锥度控制和堆积物处理,电火花加工时材料的导电性和电极的制备以及加工效率和质量问题。归纳了上述问题的解决办法,总结了国内外先进孔加工技术的研究现状和最新进展,并提出了新研制的高效低成本的引弧微爆轰击加工技术。     

难导电硬脆材料喷雾电化学放电加工机理研究

采用喷雾电化学放电加工方法对单晶硅、光学玻璃和氧化铝陶瓷三种难导电硬脆材料进行试验研究,阐述了加工原理,构建了传热物理模型。通过分析加工放电波形和表面微观形貌,得出了难导电硬脆材料的加工蚀除方式。研究表明,对于硅等半导体材料,主要依靠电化学腐蚀、电化学放电和化学溶解进行综合蚀除;对于光学玻璃等易软化的绝缘材料,主要依靠电化学放电形成的局部高温进行软化,并进行化学溶解蚀除;对于氧化铝陶瓷等高熔点绝缘材料,电化学放电通常只能产生软化层,再由机械方法实现延性方式去除。     

激光抛光硬脆材料研究进展

介绍了激光抛光硬脆材料的研究背景及基本理论模型，探讨了其抛光机理，总结了激光抛光硬脆材料的影响因素及影响规律，并展望了该技术的发展前景。     

电解电火花机械磨削复合加工非导电硬脆材料的研究

陶瓷等硬脆材料具有许多金属材料无法比拟的优点，但加工性能很差。本文论述了对此类材料进行电解电火花机械磨削复合加工的机理、方法，所使用的设备，及其加工效率和加工表面质量等。     

硬脆材料的塑性域加工

本文从硬脆材料的超精密加工需求与硬脆材料机械加工性能较差的矛盾分析着手,对硬脆材料的塑性域加工研究展开了调研。首先,分析了硬脆材料的塑性域加工机理,阐述了硬脆材料塑性域加工的可行性和指导性理论;其次,以几种典型的硬脆材料加工为例,论述了在实验室条件下,其塑性域加工的需求条件;最后,结合铍材超精密加工的潜在需求,展望了铍材塑性域加工的可行性。     

硬脆材料的孔加工方法

概述了对大理石、玻璃等硬脆材料进行孔加工的几种方法,如机械研磨、超声波加工等方法。     

超声辅助磨削硬脆材料芯棒直径预测模型

超声辅助磨削是一种套料芯棒加工方法,而硬脆材料在超声辅助磨削加工过程中的去除模式主要为脆性断裂,这将导致加工出的芯棒直径与砂轮内径之间存在尺寸误差。针对上述问题,通过分析超声辅助磨削加工中砂轮表面金刚石磨粒的运动轨迹,运用压痕断裂力学理论建立了超声辅助磨削芯棒的直径预测模型。该模型考虑了脆性材料断裂时产生的侧位裂纹扩展对芯棒直径的影响。通过对K9光学玻璃材料进行超声辅助套料试验对模型进行了标定和验证,接着研究了进给速度和转速对芯棒直径误差的影响规律。通过对比研究发现,模型计算结果与试验结果吻合较好,误差小于5%,验证了模型的有效性。试验结果表明,采用适当的低转速和大进给速度可以有效降低超声辅助磨削芯棒直径的尺寸误差。本文所建模型可为超声辅助磨削套料芯棒的砂轮选择提供理论指导。     

超硬刀具在加工硬脆难加工材料中的应用

一、前言某些机器零件采用了难加工材料制造，其中包括一些高硬度的脆性材料。在这个加工领域中，超硬刀具能够发挥很大的作用。除天然金刚石外，人造金刚石在近年来已得到了更为广泛的应用。人造金刚石是以石墨为原料，加入催化剂，经过高温、高压制成单晶金刚石细粉，可用作磨料。再用金刚石细粉加入粘结剂，经过又一次高温、高压工艺，从而可以制成聚晶金刚石刀片或其它制品。用类似的工艺，亦可制成以硬质合金作为基底的金刚石复合刀片（PCD）。另一种最新的方法，是用化学气相沉积（CVD）工艺，在硬质合金或陶瓷刀片上涂覆一层金刚…     

硬脆材料孔加工出口破损形成机理

为研究BK7玻璃孔加工过程中出口破损的形成机理,本文在对破损形貌进行显微观测的基础上,基于断裂力学理论,分析了工件加工面所受载荷随裂纹扩展过程的演变规律及其对出口破损形成过程的影响;采用光滑质点流体动力学法对出口破损的形成过程进行了数值模拟,研究了出口破损的形成机理。结果表明:出口破损可分为初始裂纹区及扩展裂纹区,挤压载荷和弯矩的耦合作用驱使初始裂纹沿圆周方向扩展,显著增加了裂纹的倾斜角度和破损宽度,导致破损表面产生大量散射状条纹;借助光滑质点流体动力学法实现了对出口破损形成及脱落过程的数值模拟,发现初始裂纹贯穿整个未穿透厚度,刀具的瞬时切削力减小了78%;并且随着裂纹间歇性地沿圆周方向扩展,刀具切削力呈现出剧烈的周期性波动特征。     

硬脆材料的化学机械抛光机理研究

化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,简称CMP)技术是目前唯一可提供全局平面化的超精密表面加工技术,加工后无表面和亚表面损伤。该技术广泛应用于光学元件、微机电系统、集成电路芯片等表面的处理,可达到纳米级的表面粗糙度和微米级的面形精度。目前的研究主要集中在化学机械抛光工艺上,抛光机理尚未形成统一的学说。针对硬脆材料(Si、SiC)的CMP技术进行综述,介绍了CMP技术的发展现状,并对加工过程中存在的材料去除机理做了可能性解释,最后对CMP技术的发展和研究重点做了预测和建议。