固結磨料研磨藍寶石材料去除速率研究.pdf

1、藍寶石以其穩(wěn)定的理化性能以及優(yōu)異的光學性質(zhì)，應用領域不斷拓展。作為典型的硬脆材料，單晶藍寶石高硬度和高脆性的特性使得其在加工過程中極易發(fā)生開裂，工件表面也極易形成裂紋和凹坑，這嚴重制約了藍寶石的大規(guī)模應用。固結磨料技術將磨粒固結到研磨墊基體之中，使得磨粒軌跡可控，通過調(diào)整加工工藝參數(shù)，既保證了良好的材料去除效率，又能得到比較理想的加工表面質(zhì)量。本文以固結磨料研磨加工單晶藍寶石的材料去除率為研究對象，通過分析固結磨料研磨機理，建立了固結磨

2、料研磨藍寶石的材料去除率模型，并通過實驗進行了驗證。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于固結磨料研磨過程的特點，將材料去除看作微小磨粒微觀切削作用，通過對磨粒分布及磨粒出露的合理假設，建立實際參與材料去除的有效磨粒數(shù)；僅考慮出露磨粒與工件的接觸，利用研磨過程中的力平衡關系，分別建立不考慮工件彈性回復的剛塑性假設磨粒平均切深模型和考慮工件彈性回復的彈塑性平均切深模型；結合有效磨粒數(shù)和磨粒平均切深，建立固結磨料研磨藍寶石的材料去除率模型。

3、⑵以建立的材料去除率模型為基礎，利用MATLAB數(shù)值模擬功能繪制材料去除率隨磨粒粒徑、磨粒體積分數(shù)、研磨壓力以及研磨速度的關系曲線，分析材料去除率與上述參數(shù)之間的關系。結果表明：剛塑性模型下磨粒粒徑對材料去除率的影響不顯著，材料去除率隨著磨粒體積分數(shù)的增大而減小，隨著研磨壓力和研磨速度的增大而增大，彈塑性模型下的材料去除率整體明顯低于剛塑性模型下的材料去除率。⑶開展了藍寶石固結磨料研磨實驗，并將其與相同參數(shù)下兩種假設模型計算值進行比較。