超聲輔助磨削工程陶瓷邊界損傷機理研究.pdf

1、工程陶瓷的高硬度、高耐磨和抗腐蝕性等優(yōu)良的機械性能使其成功的應(yīng)用于切削刀具、耐火材料和汽車零部件等領(lǐng)域，但是同時由于其難加工性，也制約了其更為廣泛的使用。超聲輔助加工在一定程度上改善了陶瓷材料難加工特性，提高其加工效率以及工件表面/亞表面質(zhì)量。而隨著科技不斷的進步，目前零件表面/亞表面質(zhì)量已經(jīng)不能滿足精密零件的高標準，其更是對邊界質(zhì)量提出了新的要求?；诖?，本文著重對超聲輔助磨削工程陶瓷邊界損傷機理進行研究。
　　為構(gòu)建有效的工程

2、陶瓷邊界損傷預(yù)報模型，本文將從理論基礎(chǔ)、有限元仿真和磨削試驗三個方面對Al2O3、ZTA和ZrO2三種陶瓷的邊界損傷進行討論對比分析。
　　首先，基于壓痕邊緣破碎估測斷裂韌性理論，及普通磨削力和超聲磨削力模型公式構(gòu)建磨削陶瓷邊界損傷預(yù)報模型。發(fā)現(xiàn)磨削參數(shù)、超聲參數(shù)和材料特性均對工程陶瓷邊界損傷有一定影響，且材料的斷裂韌性對其邊界損傷影響敏感度較高。
　　其次，利用ABAQUS軟件建立三維單顆磨粒磨削工程陶瓷模型，發(fā)現(xiàn)工程陶瓷

3、在普通磨削和超聲磨削兩種情況下的邊界損傷形式與實際磨削損傷形態(tài)相似，且其磨削力的大小也與實際情況相符。在仿真情況下，其磨削參數(shù)、超聲參數(shù)和材料特性對邊界損傷的影響趨勢與預(yù)報模型相同。
　　最后，通過設(shè)計磨削試驗獲得磨削參數(shù)、超聲參數(shù)和材料特性分別與工程陶瓷實際磨削力和邊界損傷值的關(guān)系曲線，并對上面的理論模型和有限元仿真分析結(jié)果進行了數(shù)值驗證，發(fā)現(xiàn):理論公式和有限元分別得到的普通和超聲磨削力數(shù)值與試驗值趨勢相同，其中普通磨削力理論獲