氮化硅陶瓷超聲振動(dòng)磨削機(jī)理及表面質(zhì)量研究.pdf

1、長期以來，金屬材料一直占據(jù)著的結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用的主要地位，隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，眾多高科技領(lǐng)域特別是在極端條件下，金屬材料越來越無法滿足實(shí)際需要。先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷由于其高強(qiáng)度、高硬度、耐磨損、抗腐蝕以及低熱導(dǎo)等獨(dú)特的優(yōu)異性能，逐步得到廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展必需的材料之一。然而由于結(jié)構(gòu)陶瓷硬度高、脆性大，常規(guī)加工方法效率低，容易產(chǎn)生裂紋、崩碎等缺陷，生產(chǎn)成本高，限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。因此本文對氮化硅陶瓷的超聲振動(dòng)磨削加工機(jī)理和加工質(zhì)量進(jìn)行探

2、索，研究新的加工工藝對氮化硅陶瓷的加工影響。
　　對氮化硅陶瓷材料去除機(jī)理的研究是超聲振動(dòng)磨削工藝推廣應(yīng)用的前提。超聲振動(dòng)磨削加工運(yùn)動(dòng)軌跡與常規(guī)加工方法不同，因此需要對超聲振動(dòng)磨削加工軌跡進(jìn)行研究，以分析新的運(yùn)動(dòng)軌跡對材料去除的影響。本文利用壓痕斷裂力學(xué)理論分析了氮化硅陶瓷材料去除原理，并結(jié)合常規(guī)磨削過程材料去除機(jī)理，分析了超聲磨削加工中刀具不同位置磨粒的運(yùn)動(dòng)軌跡對材料去除的影響。研究結(jié)果表明超聲振動(dòng)磨削有利于提高加工效率和加工表

3、面質(zhì)量，減小表面損傷。
　　由于磨削過程的復(fù)雜性，一般通過壓痕試驗(yàn)分析材料的去除過程。為了全面地分析氮化硅陶瓷在壓頭作用下的應(yīng)力場變化情況，同時(shí)研究超聲振動(dòng)對壓痕過程的影響，本文進(jìn)行了壓痕試驗(yàn)及仿真研究。通過超聲振動(dòng)壓痕和普通壓痕的對比，分析了超聲振動(dòng)對加工過程的影響。仿真結(jié)果表明，超聲振動(dòng)能減小陶瓷材料受到的平均力及壓頭應(yīng)力影響區(qū)域，從而減少中位裂紋的產(chǎn)生，降低變質(zhì)層深度。
　　在上述研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了氮化硅陶瓷超聲振動(dòng)