陶瓷精密加工表面完整性的研究进展

陶瓷加工表面完整性是衡量加工质量的重要指标,从以下几方面对陶瓷加工表面完整性的研究状况进行评述;残余应力的测试技术,磨削残余应力对零件性能的影响、磨削表面变质层、磨削表面性态以及陶瓷延性磨削和磨削表面粗糙度等,为陶瓷精密加工技术的深入研究提供基础。     

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。     

废旧切削刀具的重磨

重磨是废旧切削刀具再制造的主要方式之一。本文介绍了国内外废旧切削刀具的重磨现状,总结了废旧切削刀具的重磨流程,包括对废旧切削刀具再制造性评价、刀具分类、重磨方案的确定、刀具的粗磨、刀具的精磨、刃口的强化处理等。以可转位刀片为例,介绍了刀具的四种重磨方式,重点描述了一种不改变定位尺寸的刀片重磨方法。并以硬质合金铣刀为例,说明了刀具重磨的效果和经济效益。     

单颗粒金刚石划擦工程陶瓷的断裂强度研究

为揭示磨削加工中砂轮单个磨粒对工程陶瓷断裂强度的作用规律,利用单颗粒金刚石磨具划擦模拟砂粒实际磨削过程。采用不同顶锥角与尖端圆弧半径的自制金刚石颗粒,改变划擦用量和冷却工况,划擦几种典型陶瓷材料表面并分析颗粒划擦作用对试件断裂强度的影响。结果发现,试件划擦后断裂强度随磨粒顶锥角和尖端圆弧半径的增大而提高;随工作台进给速度和划擦深度增加逐渐降低;与湿式划擦相比,干式划擦使陶瓷试件断裂强度趋于劣化。该变化规律符合磨削加工对试件强度特性的影响机制,证明单颗粒金刚石划擦试验的有效性。     

超声振动在非金属硬脆材料加工中的应用

非金属硬脆材料具有独特的性质,使其在诸多行业的应用日益广泛。本文从材料的去除机理入手,提出了非金属硬脆材料加工难的问题,由此引出超声振动加工。结合近年来相关的文献资料,对国内外非金属材料加工中超声振动的应用进行了系统综述。     

陶瓷加工表面残余应力研究进展

工程陶瓷材料具有高脆硬性,导致断裂强度和韧性对表面残余应力非常敏感。本文综述了工程陶瓷的磨削加工表面和特种加工表面的残余应力研究进展,重点从预应力磨削、电火花加工、超声辅助研磨、激光加工等角度阐述了陶瓷加工表面残余应力形成机理和分布规律。并从表面抛光、喷丸强化处理、退火处理等方式考虑对陶瓷加工表面残余应力分布进行后续调整。     

工程陶瓷引弧微爆炸加工过程的高速摄像

为了研究工程陶瓷引弧微爆炸加工的工作原理,建立了高速摄像试验系统对微爆炸等离子体射流的产生过程、外观形态进行了观测,得到了微爆炸等离子体射流的产生原理.对氮化硅陶瓷和氧化铝陶瓷冲击蚀坑的形成过程进行了高速摄像观测,并利用扫描电镜观察了冲击蚀坑的截面形貌,得到了陶瓷加工的材料去除机理.实验结果表明,等离子体射流的形成过程可分为火花放电和稳定等离子体射流2个阶段,等离子体射流的直径随着电流值的增大而增大,冲击蚀坑直径随着加工时间逐渐扩展.氮化硅陶瓷加工时升华分解,蚀坑表面覆盖一层结构疏松的变质组织,在亚表面上有横向裂纹形成;氧化铝陶瓷加工时直接熔化,表面变质层成分为非晶体玻璃相.     

表面抛光对工程陶瓷磨削断裂强度的影响规律

断裂强度受到磨削表面微观形貌和残余应力场分布的影响。对Si3N4、SiC和Al2O3陶瓷材料实施平面磨削后,用金相显微镜、表面轮廓仪和X射线应力测试仪研究陶瓷机械抛光前后表面微观形貌、粗糙度、残余应力与工件磨削断裂强度的关系。结果表明:经无水乙醇润滑抛光后SiC陶瓷具有平滑的表面微观形貌、较低的表面粗糙度和残余应力;反应烧结的Si3N4、SiC和Al2O3陶瓷磨削并抛光20min后的断裂强度幅度依次为6.64%、8.18%和6.58%;适当的抛光时间能降低陶瓷磨削表面应力集中程度及残余拉应力,使陶瓷的断裂强度得到一定提升。     

平面碳化硅深切削缓进给磨削力的正交试验研究

基于裂纹扩展效应的平面碳化硅陶瓷切槽-推磨复合式加工技术是一种新型低成本、高效率的平面陶瓷加工技术,切槽加工是该技术的第一道工序。通过开展正交试验,重点研究了砂轮转速n、进给速度、切削深度对单颗粒平均磨削力的影响。在传统磨削力经验公式的基础上,在Eviwes8.0中用最小二乘法进行三元线性回归分析,建立了金刚石砂轮深切削缓进给碳化硅陶瓷磨削力模型,为上述工序提供了加工参数优选依据。     

工程陶瓷引弧微爆炸加工中阳极选择及微爆炸发生器设计

引弧微爆炸加工是一项最新开发出的工程陶瓷材料特种加工技术,为了开发出稳定性好、加工效率高,以及使用成本低的引弧微爆炸加工系统,对阳极接入方法及微爆炸发生器的结构进行了研究。结果显示,利用微爆炸发生器的喷嘴作为加工系统的阳极,加工过程稳定,加工后的工件质量较好;微爆炸发生器采用了基于成本和效率的设计方案,利用压缩气流对喷嘴进行冷却,利用高压冷却水对电极进行冷却,取得了较低的加工成本和较高的加工效率。研究结果为该技术的发展及应用奠定了良好的基础。