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氧化锆陶瓷磨削表面质量仿真与实验

出处:氧化锆陶瓷 人气:发表时间:2018-1-24 10:45:09
  研究高速磨削条件下砂轮线速度、切削深度等工艺参数对氧化锆陶瓷工件加工表面质量的影响。通过对单颗磨粒切削氧化锆陶瓷试件过程进行仿真, 确定磨粒切削深度与切削速度对磨削力和磨削表面形貌的影响。同时, 采用金刚石砂轮对氧化锆陶瓷进行平面磨削实验, 获取磨削力和表面形貌等实验数据, 对仿真结果进行实验验证。随着切削深度从2μm增大到8μm, 单颗磨粒磨削力呈单调递增的趋势, 工件表面质量逐渐恶化;当切削深度保持在2μm时, 砂轮线速度对工件表面形貌影响不大;当切削深度加大到4μm以上时, 提高砂轮线速度可以有效减轻磨削表面的破碎损伤。
随着科学技术的不断发展, 工程陶瓷在车辆、航空航天、军用设备和光学仪器等领域应用越来越广泛 [1]Agarwal S, Rao P V.Modeling and prediction of surface roughness in ceramic grinding[J].International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2010, 50 (12) :1065-1076. ">[1], 而且对零件表面质量要求极高。由于陶瓷的硬脆特性, 磨削时材料的去除方式宏观上表现为脆性去除, 很难获得优异的加工表面质量。因此, 傅玉灿等采用磨粒有序排布的砂轮及其精细的修整工艺实现单颗磨粒切厚均匀化, 使得每颗磨粒都处于脆性材料的延性加工状态, 从而实现脆性材料的延性域磨削 [2]傅玉灿, 张贝, 徐鸿钧, 等.单颗磨粒切厚均匀化实现脆性材料延性域磨削技术[J].南京航空航天大学学报, 2012, 44 (5) :754-761. ">[2]。Xie J等研究了微米级磨粒几何参数对延性域磨削的影响, 提出通过控制磨粒几何参数并结合粗磨粒金刚石砂轮以实现硬脆材料高效的镜面加工方法 [3]Xie J, Lu Y X.Study on axial-feed mirror finish grinding of hard and brittle materials in relation to micron-scale grain protrusion parameters[J].International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2011, 51 (1) :84-93. ">[3]。仇中军等发明了硬脆材料磨削脆-延转化临界切削深度确定方法和装置 [4]仇中军, 杨雪, 卢翠, 等.硬脆材料磨削脆-延转化临界切削深度确定方法和装置:CN103722467A[P].2014-04-16. ">[4]。Chen J B等进行了硬脆材料椭圆超声波辅助磨削脆-韧转换行为的理论研究, 提出基于能量来预测临界未变形切屑厚度的新方法 [5]Chen J B, Fang Q H, Wang C C, et al.Theoretical study on brittle–ductile transition behavior in elliptical ultrasonic assisted grinding of hard brittle materials[J].Precision Engineering, 2016, 46:104-117. ">[5]。Li C H等提出了半延展性磨削模型 [6]Li C H, Liu Z R, Hou Y L, et al.Critical conditions for brittle-ductile removal transition in nano-ZrO 2dental ceramic grinding[J].International Journal of Machining and Machinability of Materials, 2012, 11 (4) :342-352. ">[6]。也有研究在小磨屑厚度下, 采用高砂轮线速度和最优粒度组合的超级磨料, 来实现硬脆材料的高质高效加工 /> --> 鸿运国际官网