氮化硅陶瓷磨削表面质量的建模与预测

目的提升氮化硅陶瓷加工质量和效率,提高粗糙度模型预测精度。方法提出塑性与塑-脆性去除转变临界切深hc1和塑-脆性与脆性转变临界切深hc2,然后对原有模型进行修正,并引入塑性去除粗糙度修正系数φ1、τ1和塑-脆性去除粗糙度修正系数φ2、τ2,建立基于不同去除方式的粗糙度Ra预测模型,后通过磨削实验对系数进行求解,并得出磨削参数对粗糙度和表面形貌的影响。结果塑性去除粗糙度修正系数φ1=5.872×10^-6、τ1=0.1094,塑-脆性去除粗糙度修正系数φ2=1.299×10^-5、τ^2=0.1582。砂轮线速度vs由30 m/s增大到50 m/s,粗糙度Ra由0.366μm减小到0.266μm,去除方式由脆性断裂向塑性变形转变,表面质量变好。磨削深度ap由5μm增大到45μm,粗糙度Ra由0.252μm增大到0.345μm,去除方式由塑性变形向脆性断裂转变,表面质量变差。工件进给速度vw由1000 mm/min增大到9000 mm/min,粗糙度Ra由0.227μm增大到0.572μm,去除方式由塑性变形向脆性断裂转变,表面质量变差。模型预测值与实验值的相对误差δ在2.1%~8%之间。结论在加工中应控制磨削深度和工件进给速度,适当提高砂轮线速度,以保证加工精度和效率。基于不同去除方式的粗糙度预测模型,可较为精准地预测实际加工情况。     

SiC陶瓷磨削机理与表面质量研究

为了研究SiC陶瓷在磨削过程中的去除机理和表面质量,设计了SiC陶瓷的平面磨削试验.采用电镀金刚石砂轮完成单因素和正交试验,通过对试验结果进行极差分析,考察了不同磨削参数对表面质量的影响规律,并进一步分析了材料的去除机理.实验结果表明,随着磨削深度ap和进给速度vw的增大,表面粗糙度呈现增大的趋势,材料表面平整度下降,...     

工程陶瓷磨削表面质量试验研究

本文研究了在不同磨削条件下氧化铝陶瓷表面形成机理，以及影响陶瓷表面粗糙度的诸因素。试验表明：在一定加工条件下陶瓷表面也会发生塑性变化，这说明陶瓷材料是有可能通过机械加工方法获得可靠的表面质量的。     

工程陶瓷磨削表面质量试验研究

本文研究了在不同磨削条件下氧化铝陶瓷表面形成机理,以及影响陶瓷表面粗糙度的诸因素。试验表明:在一定加工条件下陶瓷表面也会发生塑性变形,这说明陶瓷材料是有可能通过机械加工方法获得可靠的表面质量的。     

氮化硅陶瓷球面磨削表面破碎损伤研究

用金刚石砂轮磨削氮化硅陶瓷材料时,后者容易产生表面破碎损伤.为检测和控制这种损伤,进行了不同工艺参数条件下的氮化硅陶瓷材料球面磨削实验,利用光学显微镜对磨削后的表面进行观察和分析,并获得磨削表面图片.采用表面破碎率衡量球面磨削表面的损伤程度,通过MATLAB软件对磨削后的表面形貌图进行分析及计算,并得出结论:表面破碎率随砂轮粒度的增大而减小,随磨削深度的增大而增大,随砂轮线速度和砂轮进给速率的增大而保持稳定.     

工程陶瓷超精密磨削表面质量的研究

本文从几何和物理特性两方面研究了ZrO2和Sialon陶瓷超精磨制削的表面质量。实验结果表明：金刚石砂轮磨粒尺寸和磨削深度对磨削表面的微观形貌如几何形态和表面纹理具有重要影响。超精密磨削的表面存在着残余应力，但其数值较小，残余应力从表面向材料内部迅速减小，砂轮磨粒尺寸和磨削深度是残余应力的主要影响因素。在ZrO2和Sialon陶瓷超精密加工的表面上亦存在着相变，ZrO2陶瓷的相变将引起表面残余压应力的增加，Sialon陶瓷的相变对表面残余应力的影响很小，采用TEM和XRD对超精密磨削表层结构的研究表明，在加工表层存在着很深的变质层，它由表面的非晶层和相邻的塑性变形层组成，然后逐步过渡到基体组织。     

激光结构磨削在氮化硅陶瓷中的磨削行为

为提高氮化硅陶瓷的加工精度,用激光辅助复合加工技术在氮化硅表面烧蚀出4种具有相同表面积的结构化图案,然后用金刚石砂轮对氮化硅表面进行磨削,研究图案结构对磨削效果的影响,并分析砂轮转速、进给速率等参数对磨削力的影响。结果表明:激光烧蚀能够在氮化硅表面产生凹槽并降低表面氮化硅的强度,从而有利于磨削液进入并降低磨削力,最高降幅达63%。同时,金刚石砂轮磨损也有效降低。磨削结构化的氮化硅表面时,砂轮转速和进给速率对磨削力的影响规律同磨削普通氮化硅时的规律一致。      

氮化硅陶瓷磨削热特性与表面成形机制

目的探究氮化硅陶瓷磨削热特性与热特性对表面成形的影响。方法首先,通过反求法得出传入工件、磨屑与砂轮的热量分配比公式;其次,使用K型热电偶和测力仪得到磨削参数与磨削区温度和热量分配比的关系;最后,通过对磨削表面形貌和粗糙度的检测寻找出最优磨削质量时的温度范围。结果砂轮线速度由25 m/s增加到50 m/s时,磨削温度由256℃增加到819℃,传入砂轮、工件与磨屑的热量分配比分别由82.4%减小到64.4%、12.1%增加到24.3%、5.5%增加到11.3%。磨削深度由5μm增加至30μm时,磨削温度由289℃增加到869℃,传入砂轮、工件与磨屑的热量分配比分别由76.1%减小到53.9%、17.3%增加到30.3%、6.6%增加到15.8%。工件进给速度由2000 mm/min增加到7000 mm/min时,磨削温度由772℃减小到513℃,传入砂轮、工件与磨屑的热量分配比分别由71.1%增加到78.3%、21.1%减小到11.7%、5.8%增大至10.1%。随着磨削温度由256℃增加到869℃时,表面粗糙度先由0.2708μm减小到0.2472μm,后增加至0.3182μm。采用定速比磨削可使磨削温度降低25～127℃,减少传入工件的热量分配比。结论适当的高温有利于表面塑性变形的形成,表面质量提高,但温度过高时会形成热裂纹,温度在489～662℃之间,表面质量最好。在提高砂轮线速度的同时,可适当增加进给速度,以达到降低磨削温度,减少传入工件热量与增加磨削效率的目的。     

超声磨削加工TiC-TB2陶瓷表面质量试验研究

对高强度共晶复合TiC-TiB2陶瓷进行了不同参数下的普通加工和超声旋转加工的对比试验,研究分析了超声旋转加工中不同加工工艺参数对加工工件表面质量的影响.实验结果表明:在同样的加工工艺参数下,超声旋转加工比普通加工的表面粗糙度值小,能获得更好的加工表面.在超声振动加工中由于砂轮做高频振动,不易堵塞,有利于使用细粒度砂轮.