锯切参数与锯片结构对锯片临界载荷影响的有限元分析

采用ANSYS有限元分析软件,对金刚石圆锯片进行了屈曲分析,讨论了锯切转速、锯片厚度、锯片直径以及锯片结构对临界载荷的影响规律,为薄圆锯片的结构设计和锯切参数优化提供了参考依据。     

花岗石磨削中的界面热特性分析

对垂直轴磨削花岗石和平面磨削花岗石加工过程中磨削弧区的温度场进行了理论解析，并采用铁-康铜热电偶测量了磨削弧区温度。通过将实际测量的温度结果与理论解析结果进行拟合得出了传入工件的能量比例。结果表明，垂直轴干磨削花岗石过程中磨削弧区内的花岗石表面的平均温度不超过100℃。工具与工件接触界面中约5l％的热量传入工件，其它的热量传到了树脂结合剂砂轮。在平面磨削花岗石的过程中，磨削弧区温度不超过120℃，工具与工件接触界面中约有3l％的热量传到工件，其它的热量传到了树脂砂轮。本文的研究结果对减小金刚石工具消耗，提高加工效率和石材表面质量有实际指导意义。     

树脂结合剂CBN砂轮低温磨削技术

讨论了Al2O3砂轮磨削耐热合金时磨削比低、表面质量差的原因。分析了影响树脂结合剂CBN砂轮磨削性能的关键因素。提出用断续式砂轮合并采用镀膜CBN磨料和耐热增强树脂粉进行磨削的耐热合金低温磨削技术，该技术可充分发挥树脂结合剂和CBN的性能，从而获得满意的综合磨制效果．     

集群磁流变平面抛光加工技术

基于磁流变效应和集群原理提出集群磁流变效应平面抛光技术,对磁极排布方式、端面形状及其尺寸的磁场特性进行静磁场有限元分析优化,结果表明,选取圆柱平底磁极进行同向规律排布时容易形成由多个独立"微磨头"组成的柔性抛光膜,能实现加工表面与"微磨头"的实际接触面积最大化。通过设置"微磨头"尺寸及数量与工件的接触状态,对K9玻璃、单晶硅和单晶6H-SiC三种硬脆材料基片加工出弧形抛光带,试验验证集群磁流变效应抛光膜的集群特性。对加工表面与抛光盘表面之间的间隙、加工时间、磁感应强度和转速等集群磁流变平面抛光工艺参数进行试验优化,并采取优化工艺对三种硬脆材料进行30 min抛光,K9玻璃表面粗糙度从Ra0.34μm下降到Ra1.4 nm,单晶硅从Ra57.2 nm下降到Ra4 nm,单晶SiC从Ra72.89 nm下降到Ra1.92 nm,均能获得纳米级粗糙度表面。     

大切深锯切石材中锯片受力的有限元分析

通过测量大切深锯切石材条件下锯片承受的垂直力、水平力以及主轴消耗的净功率,分析了锯切力在锯切弧区内合力作用点的位置,确定了锯切弧区内载荷的分布情况.在此基础上,利用有限元方法对某一典型锯切参数下锯片基体和锯切弧区内锯齿端面的应力分布情况进行了计算分析.采用屈曲分析研究了使锯片丧失稳定性的临界载荷及其影响因素.研究表明,锯切弧区内锯切载荷基本上按三角形规律分布.锯切弧区内金刚石节块表面前后端应力存在梯度,而且随着节块长度的增大而增大.锯片的临界载荷随着锯片厚度、转速和夹紧比的增大而增大,随着锯片直径的增大而减小.     

弱化处理对钎焊金刚石性能影响的实验研究

为改善高品质金刚石加工过程中很难产生微刃这一劣势,对其进行顶部弱化处理,并研究不同弱化剂对金刚石性能的影响。通过静压强度测试和剪切力测试,分别评价顶部弱化处理对钎焊金刚石磨粒自身静压强度及磨粒与基体的连接强度的影响。实验结果表明:以常规钎焊金刚石相比,弱化处理导致金刚石的静压强度以及金刚石与基体间的连接强度都发生一定程度的减小;不同弱化剂的影响程度有较明显的差异,NiCrBSi要优于NiCrP。     

高速锯切单晶硅的锯切力和锯缝崩边研究

探讨在单晶硅的高速精密锯切中,锯切用量与锯切崩边幅度大小之间的关系。通过使用金刚石薄锯片对单晶硅进行高速锯切,测量和分析不同参数下的锯切力,并结合锯切力比来分析金刚石锯片对单晶硅的锯切中力与崩边相互联系的特征。结果表明:在高速锯切单晶硅过程中,锯切深度、进给速度增大都能引起锯切力与力比的增大,也造成了单晶硅崩边情况更加严重。但是转速的提高则可以使锯切力大幅降低,并有效抑制加工过程中沟槽侧面的崩边问题。锯切深度与进给速度的增加引起锯切力增大时使单晶硅材料更加倾向于脆性断裂而被去除,但是提高转速降低锯切力后可使单晶硅渐转化为塑性去除,有效提高了加工产品质量。     

稀土对金属基金刚石节块力学性能的影响

金属基金刚石工具结合剂中添加少量稀土元素可以细化胎体晶粒,净化金刚石与胎体界面,从而改善结合剂与金刚石的界面结合状态。本研究通过在不同类别金刚石节块中添加或不添加稀土元素,观察其力学性能的变化,并进行比较分析,探讨稀土元素对不同类别金刚石节块力学性能的影响机制。实验结果表明稀土元素对不同类别金刚石节块抗弯强度的影响较为显著,同时,在铜基中加入稀土元素,可以加强金刚石与周围胎体的结合状况,提高胎体对金刚石的把持力。研究成果将有利于促进和推广稀土在金刚石工具制造领域中的应用。     

基于溶胶凝胶法的纳米磨料抛光工具基体特性研究(英文)

相对于传统化学机械抛光(CMP)技术存在的磨料浪费和抛光液污染环境等问题,一种以海藻酸钠(SA)水凝胶为基体的纳米磨料抛光工具开始展现其潜在的应用前景和环保优势.为了解决凝胶干燥成膜过程中基体严重收缩导致的磨料层很薄以及储存过程中基体继续失水引起的工具表面干裂失效等问题,采用了向基体中添加干燥控制化学添加剂(DCCA)的方法;并通过正交实验和极差分析,分析了不同DCCA对基体收缩的影响程度,选择了最佳的添加剂浓度配比.最后通过硅片抛光试验,对改良后的工具加工性能进行了检验.试验结果表明,向基体中添加质量分数为4%的纳米二氧化硅、12%的蔗糖和0.14%的十二烷基硫酸钠(SDS)对基体收缩的抑制效果最明显,磨料层的厚度提高了1.7倍,且在储存过程中不再出现明显的脱水失效.同时,该工具的基体变成了疏松多孔的结构,进而提高了工具的加工性能.     

INTERTECH2000—超硬材料在采矿及钻探、光学、材料领域的应用

本次ＩＮＴＥＲＴＥＣＨ2 0 0 0论文集中关于超硬材料在采矿及钻探领域应用的论文共有 4篇 ,在光学领域 4篇 ,在材料领域 5篇 ,分别介绍如下。采矿及钻探 :1.“ＰＤＣ刀片对石油及天然气钻探用刀片市场的冲击”。作者是美国的ＤａｎＳｃｏｔｔ等。自 1972年以来金刚石多晶 (ＰＣＤ)刀具和切削型钻头得到了长足的发展。目前 ,金刚石多晶 (ＰＣＤ)钻头在税收方面已接近碳化钨滚锥刀片 ,而对钻探行业的经济影响也已经超过了碳化钨刀片 (ＴＣＩ)。论文讨论了实验室的研究结果及相对于传统的金刚石和碳化钨硬质合金刀片的现场使用性能。作者通过…