双磨粒磨削碳化硅陶瓷仿真与试验研究

发布时间：2024-03-21 18:10

　　SiC陶瓷以其独特的物理化学性能在航空航天领域具有广泛应用前景。近年来航空航天领域的飞跃式发展对SiC陶瓷零件的加工形状精度和表面质量有了更高的要求,因而从优化砂轮地貌和磨削工艺的角度去改善加工质量、提高加工效率的努力显得极为重要。目前,单颗磨粒磨削方法由于具有单颗磨粒切厚可控、磨削过程独立的优势而常被用来研究SiC陶瓷的磨削去除机理。然而,磨削是砂轮表面大量磨粒共同参与切削材料的过程,单颗磨粒的方法无法准确解释整个砂轮磨削过程中的多颗磨粒的共同作用对材料去除的影响。因此,本文提出了双磨粒磨削SiC陶瓷的磨粒间耦合作用的研究,基于有限元仿真和试验研究手段,确定耦合作用最强时的双磨粒排布轴向间距,并在最佳磨粒排布条件下分析磨削参数对SiC陶瓷磨削加工的影响。本文主要工作及取得的成果如下:(1)进行了两颗磨粒磨削SiC陶瓷的有限元仿真,在不同的磨粒轴向间距条件下分析了第一主应力和磨痕形貌,并根据磨削力、材料去除率的仿真结果,初步确定轴向间距在300μm左右时,磨削过程中磨粒间耦合作用最强。(2)基于单层钎焊砂轮磨粒排布基本形式,进行了两颗磨粒变轴向间距磨削试验,以磨削力、材料去除率为评价指...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1压痕断裂力学模型

图1.1压痕断裂力学模型，存在一个临界载荷Pc。当P<Pc时，陶瓷表面，中位径向裂纹形成。Pc有如下公式：HEfHKPICc34数，f(E/H)为衰减函数，一般ξ·f(E/H)≈2×105；KI度，MPa。横向裂纹并进行延伸扩展决定....

图1.2带有金刚石压头的单颗磨粒砂轮装置

图1.2带有金刚石压头的单颗磨粒砂轮装置军[35]等人用可磨削热电偶NI-DAQ设备测量了单颗金刚石磨削SiC陶瓷外圆且建立了基于试验法的SiC磨削温度场分布模型。曹建国[36]研究了超声辅助磨除机理，结果表明相比于传统磨削，单颗磨粒刻划出的凹槽深度较深，且横。Z....

图1.3叶序模型示意

图1.3叶序模型示意[47]等人用刻蚀法加工硅形成均布磨粒砂轮模型，探索了有序磨削状态。肖冰[48]等人为研究磨粒有序排布工艺，制作了阵砂盘表面磨粒的有序分布状态，并成功地将其运用到钎焊工形状进行了磨粒分布，研究了砂轮的磨损性能。笔者所在课艺研究和钎焊砂轮磨削性能评价等方面做....

图2.1两颗磨粒刻划工件示意图

图2.1两颗磨粒刻划工件示意图b）分别是磨粒刻划工件过程的主视图和俯视图，其中X和径向。ap表示磨粒的磨削深度。d表示为两颗磨粒的轴的距离。当d由小逐步变到大时，两条划痕重叠部分逐步单颗磨粒的切削过程分析，两颗磨粒在d较大时互相不影生互相干涉，在X方向上的干涉....

本文编号：3933949