工程陶瓷旋轉(zhuǎn)超聲磨削邊緣破損機(jī)理及實驗研究.pdf

1、工程陶瓷的應(yīng)用日趨廣泛，導(dǎo)致了其加工技術(shù)的迅速發(fā)展，旋轉(zhuǎn)超聲磨削儼然已成為其加工領(lǐng)域中廣泛采用的加工方法之一。然而工程陶瓷材料具有較高的硬度和脆性，在加工過程中出現(xiàn)了許多有別于其他材料的加工質(zhì)量問題，如邊緣破損。在工程陶瓷零部件加工中，旋轉(zhuǎn)超聲磨削雖然比傳統(tǒng)磨削加工具有更高的加工效率和加工精度、更深的加工深度以及更小的刀具磨損等優(yōu)點，但其仍無法完全避免加工過程中的邊緣破損問題。本文以工程陶瓷旋轉(zhuǎn)超聲磨削加工中的邊緣破損現(xiàn)象為研究對象，運

2、用斷裂動力學(xué)的基礎(chǔ)理論和擴(kuò)展有限元方法，結(jié)合加工工藝試驗對其形成機(jī)理及控制進(jìn)行研究，主要從以下幾個方面詳細(xì)展開：
　　首先，對工程陶瓷旋轉(zhuǎn)超聲磨削邊緣破損的形成機(jī)理進(jìn)行研究。結(jié)合工程陶瓷材料加工中存在的三種邊緣破損類型，確定以內(nèi)部邊緣破損為研究對象，分析導(dǎo)致內(nèi)部邊緣破損的刀具表面金剛石磨粒的運動特性，基于單磨粒與材料的接觸面積建立單磨粒磨削力數(shù)學(xué)模型，基于動態(tài)斷裂力學(xué)理論分析振動載荷作用下裂紋的形成及擴(kuò)展條件。
　　其次，對

3、工程陶瓷旋轉(zhuǎn)超聲磨削邊緣破損機(jī)理進(jìn)行擴(kuò)展有限元仿真驗證?；跀U(kuò)展有限元基礎(chǔ)理論，采用ABAQUS中的擴(kuò)展有限元模塊對加工過程中產(chǎn)生的任意裂紋的形成及擴(kuò)展進(jìn)行模擬，考察邊緣破損的形成過程、裂紋單元應(yīng)力的變化及磨削區(qū)域接觸力的變化情況。
　　再次，對邊緣破損大小的評價進(jìn)行研究?；诩庸ぶ挟a(chǎn)生的邊緣破損的幾何形貌特征，分析邊緣破損大小分布的隨機(jī)性特征，建立邊緣破損大小的評價模型和評價參數(shù)。
　　最后，進(jìn)行加工工藝試驗研究。由工程陶