2D-C/SiC复合材料磨削加工表面形成机制

采用树脂结合剂金刚石砂轮对二维正交编织结构(2D-C/SiC)复合材料进行平面磨削实验,研究磨削加工参数对磨削后表面形貌的影响规律,并分析了磨削表面形成机制.结果表明:磨削参数对表面三维粗糙度(S_a)影响明显,S_a随着磨削深度和工件进给速度的增加而增大,但砂轮线速度的增加,其值反而会降低.0°纤维磨削区(纤维方向与磨削方向平行)的S_a大于90°纤维磨削区(纤维方向与磨削方向垂直)的S_a.在磨削过程中,碳纤维的层状脆性断裂是磨削表面形成的主要机制.0°纤维磨削区比90°纤维磨削区的纤维断裂尺度更加严重,且90°纤维磨削区域上的纤维容易出现拔出.     

K417材料缓进深磨烧伤色与氧化膜结构的研究

本实验应用X射线光电子谱仪,在获取磨削弧区温度的基础上研究了K 417镍基铸造高温合金表面氧化膜的成分和结构,其中包括正常缓磨后及出现不同层次烧伤色后的氧化膜,结果表明,氧化膜不是出现烧伤色的试样所特有,对正常缓磨试样也存在,只是氧化膜厚度不同而已。磨削弧区温度越高,烧伤色层次越深,对应的氧化膜厚度亦越大。氧化膜是Ni、Cr、Ti、Al等元素的氧化物及晶体态Ni等以掺合结构所组成。     

圆锯片轴向变形的解析模型及其实验验证

为研究石材锯切过程中圆锯片的轴向变形及其与轴向力之间的关系,根据弹性薄板小挠度弯曲的基本理论,对轴向力作用下圆锯片的轴向变形进行理论推导,并通过编程进行数值求解.采用实验方法测量圆锯片在锯切石材时的轴向变形及轴向力信号,并将圆锯片上一整圈的轴向变形实验结果与解析模型计算结果进行比较.研究表明:两种方法所得圆锯片轴向变形的结果符合得较好,由圆锯片所受的轴向力可以推导出锯片的轴向变形.     

利用超声振动锯切硅片中的磨粒作用机制

为研究超声振动对单晶硅划片断面形貌形成机制的影响,建立了超声振动磨粒的运动轨迹方程,运用MATLAB软件对磨粒轨迹进行仿真。分别对单晶硅片进行径向振动旋转超声锯切和普通锯切,并对其断面形貌进行观察。结果表明:使用径向振动旋转超声锯切所产生的表面划痕为相互交错的波浪形,而普通锯切所产生的划痕为直线型,实验结果验证了磨粒运动轨迹理论分析的正确性。     

钎焊金刚石磨粒磨损性能研究

研究了钎焊金刚石工具在磨削加工花岗石材料过程中,金刚石磨粒的出露高度和磨损状态的变化规律.结果表明,钎焊金刚石工具在加工过程中磨粒的利用率高,磨粒平稳地以微破碎的方式逐渐被磨损.     

磨抛中金刚石磨盘与花岗石的界面作用

通过跟踪不同加工阶段的花岗石表面光泽度、微观形貌以及组分变化特征 ,研究垂直轴磨削过程中金刚石磨盘与花岗石界面的作用机制 .用光泽度仪、环境扫描电镜 (ESEM)和 X射线多晶衍射仪 (XRD) ,分别研究加工过程中花岗石表面光泽度、微观形貌和组分的变化 ;并用三明治薄膜热电偶 ,监测了磨盘与花岗石接触界面的温度变化 .结果表明 ,加工过程中磨盘与花岗石接触界面的温度 ,不足以引起花岗石表面的组分变化 .花岗石表面光泽度的高低 ,与加工过程中在花岗石表面形成的塑性流变程度密切相关     

金刚石砂轮与花岗石摩擦界面能量传输特征的实验研究

研究了金刚石砂轮磨削过程中金刚石与花岗石摩擦界面的能量传输特征。用光纤辅助双色红外探测仪和三明治薄膜热电偶同时测量了磨削弧区的温度响应。通过将试验结果与解析结果进行拟合得到了传入工件的能量和传入工具的能量百分比。结果表明：用2种测温方法所得到的热量传输比例完全一致;在干磨削花岗石过程中,在摩擦界面上有60％－70％的能量传入金刚石砂轮。     

建材加工用孕镶金刚石工具的磨损与控制

为了有效控制孕镶式金刚石工具的磨损行为和界面磨擦机制,以便高效率低成本加工建筑材料,综合分析了锯切加工中磨擦效应的特征以及如何使摩擦降低到最低程度,对加工过程中能量特征的定量分析表明,用于形成切屑的能量几乎可忽略;大约三分之一的能量消耗于岩屑流体与结合剂之间的作用,其余能量量消耗于塑性耕犁,优化和控制工具磨损主要是控制岩屑能耗和有效地控制磨粒达到其极限最佳切除负荷以抑制塑性耕犁效应。     

单颗金刚石磨削花岗石中力的离散单元分析及试验验证

对花岗石进行了单颗粒金刚石磨削试验.通过测量磨削力对单颗金刚石磨粒所承受的平均法向力和切向力进行了研究,讨论了主轴转速和单颗磨粒最大切削厚度与磨削力的关系.利用离散单元方法(DEM)构造了2种不同的花岗石数字模型,在此基础上对单颗磨粒磨削进行了模拟分析,分析结果与试验结果基本吻合.     

钎焊金刚石磨粒焊接强度

利用高频感应钎焊技术制备单层金刚石静强度实验样块和磨削砂轮,比较了单颗金刚石磨粒在磨削过程中所承受的平均法向和切向载荷分别与其钎焊后的静压强度和静剪切强度大小,结合对磨削过程中磨粒的磨损形态的观察,揭示钎焊金刚石砂轮在磨削过程中金刚石磨粒的磨损机理. 实验结果表明:一般磨削过程中金刚石磨粒所承受的载荷远小于其静强度;钎焊后磨粒的静强度主要受钎焊时的真空度和钎焊加热时间的影响,真空度越高,静强度越大,钎焊时间越长,静压强度损失越大,而静剪切强度却存在一个最佳的钎焊时间;利用高频感应加热方式制备金刚石工具的磨粒焊接强度,完全能满足一般磨削加工要求,在磨削过程中磨粒以微破碎为主,很少有脱落和整颗折断现象.