低表面粗糙度磨削工艺参数的选择

低表面粗糙度磨削工艺参数的选择

一、低表面粗糙度值磨削加工中工艺参数的选择(论文文献综述)

贾永康[1](2021)在《车削去除钛合金棒材表面氧化皮高精度加工工艺研究》文中进行了进一步梳理随着航空航天事业的快速发展以及大量民用飞机的研发,航空航天紧固件工业受到了空前的重视,航空航天紧固件作为连接航空航天产品各个零部件的重要零件,在航空航天产品中得到了广泛的应用。航空航天产品对紧固件加工质量、加工精度等方面有着极高的要求,紧固件的加工制造多选用钛合金材料,钛合金材料的加工工艺流程较复杂、难加工,因此,为保障零部件之间连接的质量和安全,提高钛合金材料的加工质量和加工精度则显得尤为重要。本文以航空航天紧固件成型前的钛合金胚料为试验对象,其表面带有一定厚度的氧化皮和初始表面缺陷,而最终成型的紧固件疲劳性能及其使用安全性多取决于零部件的表面质量,而钛合金棒材表面形成的氧化皮和初始表面缺陷极大地影响了其表面质量,不能直接投入使用,故采用了一种新型、环保的车床—无心车床来去除钛合金胚料的表面氧化皮,提高表面质量。结合实际加工要求和试验条件,本文选取表面完整性的基本表征参数:表面粗糙度、表面硬度、尺寸误差,作为表面完整性的分析指标;本文研究围绕钛合金棒材的加工工艺展开,分析车削工艺参数(主轴转速、进给速度、切削深度)对表面粗糙度、表面硬度、尺寸误差的影响规律,进而可以利用影响规律,对工艺参数进行逆向设计,得出可行工艺参数域,提高表面完整性,从而满足加工要求。同时建立表面粗糙度、尺寸误差的预测模型,可应用于零件加工质量和加工精度的预测,为加工工艺参数的合理选择提供指导。本文着重讨论了在去除钛合金棒材表面氧化皮时,车削工艺参数对表面完整性的影响,并利用多元非线性回归法,建立了钛合金粗切削加工之后的表面完整性预测模型。同时将钛合金棒材的初始表面形貌缺陷作为了影响表面完整性的因素之一,选取了不同初始表面形貌缺陷的钛合金棒材(经精锻和轧制工序后产生的初始表面形貌缺陷)进行试验,讨论不同初始表面形貌缺陷对表面完整性的变化规律是否会产生的影响,最后根据表面完整性的变化规律和实际中的加工要求,确定合适的工艺参数,以满足加工要求。论文的主要工作和和将要得到成果如下:(1)在车削加工去除钛合金棒材表面氧化皮时,考虑到钛合金棒材表面初始形貌缺陷的不同,对比分析了不同初始表面形貌缺陷的钛合金棒材在车削加工后,同一车削工艺参数对其表面完整性的影响规律是否一致。根据单因素分析法中的完全随机设计原理设计车削工艺试验,通过敏感度分析和对比分析,讨论钛合金棒材不同初始表面形貌缺陷与表面完整性变化规律之间的关系,针对不同的初始表面形貌缺陷的钛合金棒材,给出不同的工艺参数选择范围,获取满足加工要求的表面完整性。(2)确定车削加工去除钛合金棒材表面氧化皮时,车削加工工艺参数对表面完整性表征参数的影响次序。通过大量的切削试验以及表面完整性测试试验,基于多元非线性回归分析,建立车削加工工艺参数与表面完整性表征参数之间的映射关系yj=fk(qi);通过显着性分析,获取影响因素对表面完整性表征参数的影响次序[X 1,X 2.,..X i.,..],可通过控制主要影响因素的变化来调整表面完整性的变化。(3)表面完整性多因素耦合作用机理模型的建立与验证。采用多元非线性回归的方法建立表面完整性预测模型,同时将预测值与试验数据相结合、对比验证的方法,验证多因素耦合作用机理模型Yj(28)Fj(Qi)的准确性。(4)确定车削加去除钛合金棒材表面氧化皮后,其表面完整性的可行参数域。根据表面完整性的加工要求,设定加工工艺要求中的表面完整性上限,通过等值线图确定车削工艺参数的可行参数域:[Q1~Q2]、[P1~P2]、[M1~M2],并进行可行参数域的试验验证,验证其有效性和可行性,为满足加工后的表面完整性设计要求,提供更多车削工艺参数组合的选组。

饶小双[2](2020)在《RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削技术研究》文中研究表明反应烧结碳化硅(RB-SiC)因其具备较大的比刚度和热稳定性,能够满足大尺寸镜体制备对复杂轻量化结构设计和近净尺寸成形的要求,成为当前国内外大口径轻量化空间光学镜体制备最理想的材料,并成功应用于各类天基和地基反射镜镜体的制备中。由于空间光学对成像质量的要求,这类大口径SiC反射镜的镜面通常要求加工成球面或非球面的形状。但RB-SiC固有的高硬度和脆性决定了其非球面加工只能采用自锐性较好的树脂基砂轮,从而导致了加工效率低、砂轮磨损严重等问题。为此,在大口径SiC反射镜镜面的非球面加工中,希望采用磨损量较小的金属基砂轮。然而,在材料大量去除时,低自锐性的金属基砂轮又面临着在线修锐的问题。因此,需要开发一种高效的磨削技术,在保证加工质量的前提下,提高大口径SiC反射镜非球面成形的磨削加工效率,同时解决加工过程中的金属基砂轮修整问题。在此背景下,本文在考虑到RB-SiC陶瓷具备导电性的基础上,首次将电火花机械复合磨削技术应用于RB-SiC陶瓷的磨削加工中,以放电温度对RB-SiC陶瓷加工表面材料力学性能影响的研究为基础,探索电火花机械复合磨削RB-SiC陶瓷的材料去除机理及表面形成、磨削表面质量及损伤特征,并通过磨损实验研究电火花机械复合磨削中金属基砂轮的磨损机理及磨损特性。然后,在全面分析工艺参数影响的基础上,利用灰色关联理论进行了基于RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削性能的多目标工艺参数优化。本文的研究工作为电火花机械复合磨削技术在大口径SiC非球面磨削中的应用奠定了基础,同时对丰富RB-SiC陶瓷复合磨削的基础理论具有积极意义。本文首先通过对电火花机械复合磨削过程的分析,并结合COMSOL有限元仿真,探究了电火花放电在RB-SiC陶瓷中的温度分布情况及其受放电能量的影响规律。在此基础上,利用激光加热的压痕实验,模拟放电高温对RB-SiC陶瓷硬度、弹性模量及断裂韧性的影响。压痕实验结果表明,温度的变化改变了RBSiC陶瓷产生弹性恢复的载荷范围,温度的增加促进了材料的塑性变形。因此,RB-SiC陶瓷加工表面的硬度和弹性模量随着温度的增加而减小,且减小幅度基本相同。此外,温度升高促进了RB-SiC陶瓷由穿晶断裂向沿晶断裂转变,增加了材料的韧性,使得断裂韧性值随温度升高而升高;而当温度过高时,自由Si相的过度软化和热应力又使断裂韧性值有所降低。在RB-SiC陶瓷受温度影响的力学性能的研究基础上,结合激光加热的划痕实验研究进一步表明,温度升高对RB-SiC陶瓷的脆塑去除机制产生了影响,使RB-SiC陶瓷能在较大深度上获得塑性去除,且其脆塑转变临界深度的变化主要受断裂韧性变化的影响。在此基础上,进行RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削机理的研究,发现电火花加工的材料去除机制为Si相的熔化、汽化及SiC相的分解;而机械磨削的材料塑性去除机制则随温度升高而明显增加。电火花加工和机械磨削对材料的耦合去除,形成了RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削表面,并分析了表面形成的影响因素,为加工表面质量和工艺参数优化的研究奠定了基础。结合加工表面形成影响因素的分析,对不同放电极性和磨粒粒度下电火花机械复合磨削RB-SiC陶瓷加工表面质量进行实验研究,发现砂轮正极性下的磨削表面粗糙度、表面及亚表面损伤均较砂轮负极性下的小,同时磨粒粒度影响了加工中电火花加工和机械磨削对材料去除的主导地位,适中的砂轮粒度有利于提高加工表面质量。此外,通过对RB-SiC陶瓷亚表面中SiC相微观结构的分析,研究了电火花加工和机械磨削对表面及亚表面损伤形成的相互作用机制,结果表明放电温度和机械压力共同导致了RB-SiC陶瓷亚表面的相变行为。通过磨损实验,研究了RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削铁基砂轮的磨损机理及磨损特性。利用激光加热的磨损实验,探讨了由纯温度升高引起的金属基砂轮金刚石磨粒和结合剂的磨损机制。以此作为对照,发现在电火花机械复合磨削的金属砂轮磨损机制中,放电热流冲击能够有效去除金刚石磨粒顶部由纯温度升高引起的材料粘附,增加了磨粒的切削性能,且金刚石磨粒的主要磨损机制为断裂和脱落,而铁基结合剂则为放电去除。基于这一磨损机制,提出了电火花机械复合磨削RB-SiC陶瓷中金属基砂轮的修整思路,很好地实现了金属基砂轮的在线修整。同时,金属基砂轮的磨损特性表明,与普通磨削相比,电火花机械复合磨削中铁基砂轮仅存在初始磨损和稳定磨损阶段,且稳定磨损阶段的材料去除率提升了13%-23%,切向和法向磨削力分别降低了60.2%和61.6%。采用正交实验设计和灰色关联分析,进行了基于表面粗糙度、材料去除率、砂轮磨损速率以及法向磨削力4种磨削性能指标的工艺参数优化。对正交实验结果进行分析,结果表明工艺参数对4种磨削性能指标存在着不同的影响规律。因此,结合课题的研究目标对磨削性能指标进行加权,并利用灰色关联度进行多目标的参数优化,获得了最优工艺参数组合并进行了实验验证。实验结果表明,优化后的工艺参数组合能够获得比正交实验和普通磨削下更好的磨削性能。

顾兴士[3](2020)在《蓝宝石材料的超精密磨削损伤机理与实验研究》文中研究指明蓝宝石材料具有独特的晶格结构、良好的光学性能、较高的化学稳定性,而且强度高、硬度大、耐磨损。因此,蓝宝石材料在国防,半导体,生物医学和光学等领域得到了广泛应用。这些应用对蓝宝石元件的制造提出了极高的表面及亚表面质量要求,如蓝宝石整流罩要求纳米级表面粗糙度、无表面/亚表面损伤。蓝宝石是一种典型的硬脆材料,尤其是蓝宝石硬度很大,仅次于金刚石,这使得蓝宝石元件的超精密制造极具挑战性。本文聚焦于蓝宝石的超精密制造技术,开展了超精密磨削损伤机理及实验研究,揭示了蓝宝石材料无损伤超精密磨削临界条件,从而为蓝宝石元件的高效超精密磨削奠定技术基础。论文主要研究内容包括:蓝宝石材料在加工过程中损伤行为及损伤机理的研究、基于声发射技术的蓝宝石损伤演变表征及磨削表面粗糙度在线表征模型的研究、蓝宝石超精密磨削临界条件的研究及砂轮磨粒形状以及磨粒磨损对超精密磨削临界条件影响的研究等。本文首先从蓝宝石的加工损伤机理入手,基于单磨粒刻划实验研究了蓝宝石材料在切削过程中的去除模式和损伤行为。使用高分辨透射电镜分析了蓝宝石材料裂纹萌生机理以及裂纹在材料内部的萌生位置。基于弹性应力场模型研究了蓝宝石的损伤机理以及加工过程中材料的脆性损伤演变模式。这部分的研究为蓝宝石超精密磨削中损伤抑制提供了理论基础。然后,基于声发射技术研究了蓝宝石材料在单磨粒切削过程中的脆性损伤演变规律,分析了不同损伤阶段的声发射信号特征。具体包括:建立了材料裂纹扩展产生的声发射信号理论模型,探讨了不同裂纹扩展长度的声发射信号的波形特征,分析了蓝宝石在磨削加工过程中声发射信号的分形特征和频率特征,并依据信号的分形和频率特征分析了蓝宝石在加工过程中损伤行为的演变。基于以上研究,进一步探讨了声发射信号分形维数对材料损伤演变的表征,基于材料在磨削中裂纹扩展与表面粗糙度的关系,建立了表面粗糙度的表征模型。材料加工过程中裂纹萌生和扩展是影响加工质量的重要因素,本文基于材料磨削过程中裂纹扩展研究了蓝宝石材料在磨削中的损伤机理。本文建立了磨削中单磨粒的磨削力模型,分析了磨削过程中裂纹萌生的临界切削深度,建立了裂纹扩展长度模型,在此基础上分析了不同的磨削模式及相应磨削模式发生转变的临界条件。给出了磨削过程中裂纹扩展临界长度计算方法,并结合裂纹扩展尺寸模型确定了蓝宝石超精密磨削模式的临界条件,并通过实验对其进行了验证,并分析了磨削参数和砂轮参数对超精密磨削模式临界条件的影响。磨削过程中砂轮的磨粒形状和磨损状态是动态变化的,这会严重影响材料在加工过程中的损伤行为。本文基于SPH-FEM有限元仿真和单磨粒刻划实验研究了磨削过程中磨粒形状和磨粒磨损对蓝宝石材料损伤行为和去除模式的影响。分析了磨粒磨损对超精密磨削临界条件的影响,并给出了考虑砂轮磨损的超精密磨削临界切削深度的确定方法。最终通过磨削实验研究了砂轮粒度和结合剂类型对磨削表面质量的影响规律,给出了适用于蓝宝石磨削的砂轮参数(粒度和结合剂)。并在此基础上设计了蓝宝石超精密磨削实验,实现了蓝宝石的无损伤(脆性)超精密磨削。

王哲[4](2020)在《18CrNiMo7-6钢V型缺口圆形截面试样磁力研磨工艺的研究》文中研究指明随着社会科技的发展,生产高参数、高精密和高可靠性齿轮、轴承等零部件成为我国发展关键基础零部件的重点。为了制造出长寿命、高可靠的关键零部件,赵振业院士提出采用“无应力集中”的抗疲劳制造技术,应力集中系数越大,疲劳寿命越短,而零部件表面的粗糙度值则与应力集中系数呈正相关。18Cr Ni Mo7-6钢,作为一种高强度合金钢,广泛应用于各种工业零部件,比如齿轮、轴承、轴等。V型缺口零件是一种结构较为复杂的零部件,其缺口内底部高光洁表面无法用传统的磨削工艺进行加工,而磁力研磨作为一种新兴的精加工工艺,由于其良好的自适应性和柔性,可以对各种复杂形状的零件进行研磨。因此,研究磁力研磨加工工艺中影响18Cr Ni Mo7-6钢V型缺口试样缺口底部表面粗糙度的工艺参数具有重要的意义。本文的主要研究内容如下:(1)分析了磁力研磨过程中的磁性磨粒在不同运动状态下的受力情况以及磁力研磨工艺的材料去除机理;(2)通过操纵数控车床、数控磨床以及工具磨床制备V型缺口试样并探究试样制作过程中磨削加工试样V型缺口的工艺;(3)利用Maxwell仿真软件对三种类型的磁极头进行二维、三维仿真分析,并通过试验选取最适合对V型缺口试样进行磁力研磨加工的磁极头形状;(4)通过混合正交试验的方法探究主要工艺参数对磁力研磨加工18Cr Ni Mo7-6钢V型缺口试样表面形貌的影响,得出较低表面粗糙度值的工艺参数组合。通过上述理论分析、仿真计算以及试验研究,得到了磁力研磨加工过程中磁性磨粒在不同运动状态下的受力公式,获得了试样V型缺口稳定的磨削工艺,得出了磁力研磨加工18Cr Ni Mo7-6钢V型缺口试样的合适的磁极头形状以及较好的工艺参数组合,为磁力研磨加工18Cr Ni Mo7-6钢V型缺口零部件表面形貌的研究提供了依据。

刘智[5](2020)在《TC4钛合金外圆表面液体磁性磨具光整加工实验研究》文中研究指明TC4钛合金因其优异的物理和力学性能,被广泛地应用于国防和民用工业中,如航空航天、汽车、船舶和生物医学等重要领域。但作为一种典型的难加工材料,钛合金在磨削加工等机加工工序中,因为工件材料导热系数低、弹性模量小、变形量大,加工时会导致表面温升过高、粘连等问题,甚至会出现表面烧伤、烧灼、热应力和微裂纹等热损伤问题,极大地影响了TC4钛合金零部件表面加工的精度和性能,其中典型的零件有喷气发动机机闸、尾椎和火箭发动机鼻锥等回转体零件。液体磁性磨具光整加工技术是一种柔性光整加工技术,具有材料适应性较强、可控性较好、加工质量较高、工艺简单等特点,同时本身是悬浮液,可以起到冷却与润滑作用,进而有效避免表面加工中工件表面烧伤和烧蚀导弹现象,从而提高加工零部件的精度和性能。为此,本文采用液体磁性磨具光整加工技术对TC4钛合金零件外圆表面进行加工。本课题获国家自然基金(51075294)、精密与特种加工教育部重点实验室开放课题(JMTZ201603)、山西省自然科学基金(201601D011060)、山西省重点研发项目(201903D121091)以及山西省教育厅2019年度研究生创新项目(RC1900001671)等项目资助。本文研究的主要内容如下:(1)针对TC4钛合金加工困难问题,提出了采用液体磁性磨具光整加工技术来加工TC4钛合金外圆表面的方案。(2)根据磁流变液的流变机理结合Preston材料去除公式,分析并得出了对钛合金外圆表面光整加工影响的主要因素;采用立式数控钻床设备搭建了加工实验台,对装置中涉及的磁场发生装置、工件夹具、电源型号、磨具组分及配置工艺等进行了相关设计和选型,并对TC4钛合金外圆表面进行了液体磁性磨具光整加工的初步试验,验证了加工的可行性。(3)设计了TC4钛合金外圆表面液体磁性磨具光整加工的试验方案,对光整加工前后的工件进行了表面质量检测,包括表面粗糙度Ra、Rz和表面微观形貌。分析了主要工艺参数(工件转速、磨料粒径、磨料类型、磁感应强度和加工时间等)对液体磁性磨具光整加工TC4钛合金的影响。(4)采用田口方法设计并进行了实验,得出了液体磁性磨具光整加工TC4钛合金外圆表面的最佳参数组合为:磨料类型为白刚玉、磨料粒径为2000目、转速为700 r/min、电流强度为2.0 A。各因素对加工效果的影响规律及排序为:磨料类型>磨料粒径>工件转速>电流强度。深入探究了各工艺参数对加工效果的影响规律,对工艺参数进行了优化。并选择得到的最优工艺参数对回转曲面典型零件“鼻锥”进行了加工实验,工件表面质量大幅提升,表面粗糙度相对下降率达到了87.55%。(5)采用了响应曲面分析法中的BOX-Benhnken试验设计,以表面粗糙度相对下降率%ΔRa为表征参数,筛选出了对TC4钛合金外圆表面显着的三个因素:加工时间、磨料粒径和工件转速,探究了工艺参数及其交互作用与上述表征参数的关系。建立了TC4钛合金外圆表面的表面粗糙度预测模型,并通过设计随机实验验证了模型的精确性。

郭维诚[6](2020)在《影响表面质量的磨削特征辨识、工艺优化与监控方法研究》文中认为航空航天高端装备的快速发展,对高性能零件的要求越来越高。磨削作为一种重要的精密和超精密加工方法,在零件制造中发挥着关键作用,其加工质量及稳定性决定着零件的服役性能与产品的可靠性。磨削加工是一个复杂动态和多变量耦合的过程,加工时会受磨削参数、砂轮特性、工件材料和工艺系统动态稳定性等多种因素影响,导致加工质量出现较大的不确定性。如何准确有效地实现磨削加工过程监控及其工艺参数优化一直是改善磨削质量和效率的重要问题。本课题以高性能惯性导航关键件-整体式双平衡环挠性接头(恒弹性合金钢3J33)的磨削加工过程质量监控及工艺优化为对象,开展了磨削监控基础理论、信号特征提取与辨识、多目标工艺优化、加工过程与表面质量监控等方面研究,主要工作及创新成果如下:(1)构建了基于信息物理系统及加工状态数据驱动(CPS-SDD)的磨削加工过程监控实验平台。根据磨削表面质量目标确定了评价指标与测试方法,掌握了磨削过程中力、温度、振动和声发射等物理信号产生机制,研究了适合磨削表面质量监控的机器学习方法,建立了磨削工艺信息—过程状态—加工质量的映射关系。(2)提出了基于磨削过程中物理信号与表面质量高关联度的磨削特征辨识方法(PSRSQ-FI)。采用小波包分解和集合经验模态分解方法对原始信号进行预处理,提取不同频带中的均值、标准差和峭度,以及基于功率谱密度估计的有效值、偏度和波峰因数等信号特征;根据不同磨削表面质量评价指标,确定时频特征与表面质量指标之间的关联性,将关联度高的特征作为磨削质量的表征。(3)揭示了磨削加工工艺参数和力热载荷对于磨削表面质量的影响规律。以表面粗糙度、表面残余应力和材料去除率为目标,以砂轮速度、工件速度和磨削深度等工艺参数为决策变量,基于非支配排序多目标遗传算法获得了磨削加工的优化工艺参数组合,在确保表面质量前提下,提高加工效率。为表面质量优化提供了新方法,同时奠定了智能化磨削监控的工艺基础。(4)提出了基于高关联度磨削特征融合的表面质量监控方法(HRFF-MSQ)。基于砂轮磨损、表面粗糙度、残余应力和磨削烧伤等监控目标,实现了质量监测的高关联度磨削特征融合,给出了对应的监测方法和控制决策;在CPS-SDD磨削加工过程监控平台支持下,实现高性能整体式双平衡环挠性接头加工的表面质量控制。以上研究成果已在整体式双平衡环挠性接头制造中得到实际应用,为完成国家重大科技工程、提高我国航空航天高端装备的国际竞争力发挥了重要作用。

林佳杰[7](2020)在《工程陶瓷纵扭复合超声螺旋磨削制孔机理与加工质量研究》文中研究指明工程陶瓷等硬脆材料具有高硬度、耐高温、耐磨、耐腐蚀等优良物理化学性能,是科技发展的重要支撑,在航天航空、国防军事、新一代信息技术等新兴产业发展中具有重要作用。然而正是由于其硬度高、断裂韧性低等特点使加工难度增大,采用传统磨削方式,难以实现高效高质量加工。旋转超声加工被公认为加工硬脆材料的有效方法,但当前研究主要集中在一维超声振动上,其仍存在制孔表面质量差、崩边等问题,制约着硬脆材料的广泛应用。本文在概述旋转超声加工和制孔加工技术研究现状的基础上,充分考虑不同超声振型和螺旋制孔技术的加工优势,“以磨代钻”,提出了纵扭复合超声螺旋磨削制孔加工方法。以氧化锆工程陶瓷为研究对象,对纵扭复合超声螺旋磨削制孔加工进行运动学分析;基于压痕断裂力学理论和孔底表面形貌分析材料的去除机理;在此基础上,建立了磨削力模型,并对其加工质量进行研究,为实现硬脆材料的高效精密加工提供参考。主要研究内容如下:(1)建立了纵扭复合超声螺旋磨削制孔加工单颗磨粒的运动方程,采用MATLAB软件对其运动轨迹进行仿真,分析其运动特性,并探究各工艺参数对加工过程的影响规律,为后续厘清材料去除机理、建立磨削力模型、匹配合适的工艺参数奠定基础。(2)基于压痕断裂力学理论,结合磨粒与材料相互作用的接触应力场解析模型,分析磨粒与材料相互作用裂纹成核、扩展规律,并进一步分析超声对裂纹系统和材料脆塑转变临界深度的影响。通过SEM对孔底表面形貌进行观察,发现在超声作用下,磨粒与材料相互作用阶段的磨削沟槽深度变化情况呈现“中间深,两边浅”、从中间到两边深度逐渐减小;材料的去除方式主要有脆性断裂去除、塑性去除,并以脆性断裂去除为主;且脆性断裂的破坏方式主要为穿晶断裂破坏。(3)在磨粒的运动学分析和材料去除机理分析的基础上,推导建立了纵扭复合超声螺旋磨削制孔加工的磨削力模型。搭建磨削力测试平台,开展磨削力模型验证实验,验证了模型的有效性。在此基础上,根据磨削力模型的预测结果分析工艺参数对磨削力的影响规律。(4)开展了纵扭复合超声螺旋磨削制孔加工质量研究。选取孔壁和盲孔孔底的表面粗糙度、孔入口崩边程度作为加工质量的重要考核目标。分析了孔壁表面和盲孔孔壁表面的创成机理和孔入口崩边的形成机理,并分析超声振幅、螺距、螺旋进给速度、主轴转速等工艺参数对加工质量的影响规律及影响程度。通过与纵向超声和普通螺旋磨削制孔质量对比,表明纵扭复合超声螺旋磨削制孔更有利于提高加工质量,具有为工程应用提供参考的价值。

王亚霁[8](2020)在《单晶硅透镜可控铣磨机制及工艺技术研究》文中进行了进一步梳理随着国内外光电子技术的飞速发展,对高精度光学元件的要求不断提高,因此对其制造精度的要求也越来越高。而目前针对非球面元件铣磨加工的表面粗糙度形成机理方面仍缺乏相对深入的探究。针对非球面元件的加工工艺研究仍不成熟,加工精度与加工效率难以保证,对于非球面加工方法的选择方面也缺乏相应的理论指导。本文开展红外单晶硅透镜的可控铣磨机制和工艺技术研究,主要工作内容如下。(1)研究了单晶硅微米尺度下的材料去除机制。分别通过微米划痕实验和拉曼光谱实验研究了单晶硅在微米尺度下的材料变形和去除特性,并利用有限元方法建立了单颗磨粒磨削单晶硅材料的二维模型,模拟了单晶硅材料的脆性去除过程,并研究了磨削速度及磨粒尖角对于已加工表面质量的影响规律。(2)针对非球面法向磨削法建立了单晶硅透镜铣磨加工表面粗糙度模型。模型结合了非球面铣磨过程中的几何和运动学特性,并考虑了铣磨过程中的划痕重叠因素,最终给出了加工参数与磨削轨迹对加工表面粗糙度的影响规律,并通过单晶硅铣磨加工实验对模型进行验证。(3)基于对单颗磨粒的受力分析,建立了非球面加工铣磨力数学模型。研究了铣磨过程中的砂轮转速、工件转速及铣磨深度对于铣磨力的影响规律。通过检测主轴负载转矩间接获取铣磨加工过程中的切向铣磨力,从而对铣磨力模型中的切向铣磨力进行了实验验证。(4)开展了单晶硅非球面透镜铣磨加工工艺研究。分别采用垂直轴磨削法和法向磨削法进行非球面铣磨加工工艺实验,通过正交实验方法研究了砂轮转速、铣磨深度以及进给速度等工艺参数对非球面铣磨加工表面粗糙度和材料去除率的影响规律,并对垂直轴磨削法与法向磨削法加工的实验结果进行对比分析,总结了两种加工方式的不同特性及适用场合。本文通过分析单晶硅微米尺度材料去除机制,建立非球面铣磨加工表面粗糙度和铣磨力的数学模型以及开展非球面铣磨加工工艺参数优化研究,对单晶硅非球面元件铣磨加工机制有了更深刻的理解,从而为单晶硅非球面元件的可控、高效加工提供了理论指导。

李琛[9](2019)在《稀土氧化物激光晶体超精密磨削机理及工艺研究》文中认为稀土氧化物激光晶体是制作固体激光器核心部件的首选材料,在加工过程中容易产生脆性破碎、裂纹等表面/亚表面损伤,这些损伤会严重影响激光器的输出功率和使役寿命。目前这类材料在超精密加工尺度的力学性能和应力应变关系缺乏系统的研究,材料加工过程中表面/亚表面形成机理尚不明确,实现稀土氧化物激光晶体的高效高表面完整性加工成为固体激光器元件制造领域的瓶颈问题。本文针对石榴石和氧化镥这两类典型的稀土氧化物激光晶体,基于从准静态的纳米压痕和划痕实验到高应变率条件下的磨削实验、从材料力学性能和材料去除机理到形成超精密磨削加工工艺的研究思路,系统地开展了纳米压痕、纳米划痕及超精密磨削实验,获得超精密加工尺度下稀土氧化物激光晶体材料的力学性能和应力应变关系,揭示了这类激光晶体在超精密磨削加工过程中的表面/亚表面形成机理,形成了这类激光晶体材料的超精密磨削工艺,突破了激光器元件高效、低损伤的加工难题。开展了稀土氧化物激光晶体纳米压痕实验,获得了稀土氧化物激光晶体在超精密加工尺度的弹性回复率、纳米硬度、弹性模量和断裂韧性等力学性能,基于载荷-位移曲线获得了稀土氧化物激光晶体的应力应变曲线。开展了稀土氧化物激光晶体准静态变切深纳米划痕实验,基于弹塑性接触理论,建立了纳米划痕过程中弹塑转变深度和脆塑转变深度理论模型。TEM分析结果表明准静态纳米划痕中GGG晶体塑性变形是由高压应力诱导下的单晶向多晶纳米晶转变和非晶转变主导。该研究成果可为研究稀土氧化物激光晶体超精密磨削过程中材料的表面/亚表面形成机理提供理论支持。建立了考虑应变率效应的划痕深度预测模型,开展了不同刻划速度下稀土氧化物激光晶体纳米划痕实验验证了模型的可靠性。实验结果表明,高应变率导致亚表面更多方向上出现晶面滑移,这些滑移面共同承担了压头的载荷,抑制了长滑移面的产生,有效降低了亚表面损伤深度,提高了激光晶体的脆塑转变深度。该研究成果可为研究高应变率条件下稀土氧化物激光晶体的磨削过程中材料的表面/亚表面形成机理奠定基础。开展了稀土氧化物激光晶体超精密磨削实验,获得了无脆性断裂和裂纹损伤的塑性域磨削表面/亚表面加工质量。揭示了稀土氧化物激光晶体塑性域磨削机理,当工件与磨粒接触应力仅达到单一滑移系滑移所需的应力时,材料倾向于沿单一滑移系滑移,并伴随位错、层错、晶格扭曲等原子级塑性缺陷;当接触应力同时达到多个滑移系滑移所需的应力时,材料倾向于向多晶纳米晶和非晶转变形成塑性流动。建立了稀土氧化物激光晶体塑性域磨削力理论模型,该模型同时考虑了应变率效应、磨粒尖端半径随机分布以及工件材料的弹塑转变,模型预测值与实验结果一致性较好。该模型有助于进一步理解磨粒与工件之间的微观相互作用以及材料磨削表面/亚表面形成机理。建立了稀土氧化物激光晶体磨削表面微观形貌和粗糙度值的理论模型,该模型同时考虑了磨粒尖端半径、磨粒凸出高度和磨粒位置的随机性,开展了稀土氧化物激光晶体超精密磨削工艺实验验证了模型的可靠性。在稀土氧化物激光晶体的塑性域磨削中,磨削表面粗糙度值随着磨粒粒度的增加,近似呈线性增加,磨削工艺参数对磨削表面糙度值影响不显着。该理论模型有助于深入理解超精密加工尺度下材料的变形和去除行为,对稀土氧化物激光晶体的高效超精密磨削工艺参数的选择提供了理论支撑。开展了稀土氧化物激光晶体氧化石墨烯润滑辅助超精密磨削实验,揭示了氧化石墨烯润滑辅助磨削条件下稀土氧化物激光晶体塑性变形受氧化石墨烯的层间滑移和填充作用影响,由晶面滑移导致的纳米晶多晶化和非晶转变主导。与普通超精密磨削相比,氧化石墨烯润滑辅助磨削条件下工件表面粗糙度值Sa和摩擦系数分别降低了约25%和30%,该成果为实现稀土氧化物激光晶体的高效、低损伤磨削加工提供了新的理论基础和技术支撑。

张桥杰[10](2019)在《大深径比超高强度钢深孔磨削工艺研究》文中研究指明超高强度钢具有高强度、高硬度、低导热率的优异性能,广泛应用于航空航天等领域生产制造集复杂型腔、小孔径、薄壁等加工特点于一身的大深径比筒类零件。面向航空制造业大深径比筒类零件的加工生产的需求,针对深孔磨削加工过程中存在表面质量一致性差、材料磨削去除率难以掌控、加工效率低、砂轮磨损严重等问题,本文通过分析工件的材料性能,选用了深孔磨削砂轮并确定修整方案,从砂轮修整、磨削加工、走刀次数、路径规划、磨削方案等多角度出发,以提升工件材料去除率、表面加工质量、砂轮耐用度和加工效果为目标,进行数控深孔磨削工艺的试验探究,确定了内孔磨削的粗、精磨工艺参数和最佳的砂轮修整时机,并对比分析不同端面磨削方案的磨削效果,进行了大深径比筒类零件的数控深孔磨削工艺验证,为解决企业的实际工程问题提供了理论支撑。主要包括以下内容:(1)通过分析工件的形状结构、化学元素组成和物理力学性能,研究砂轮的特性参数,选用深孔磨削砂轮。(2)基于深孔磨削试验,研究了修整工艺参数、磨削工艺参数对材料去除率的影响规律,为获得较高的工件材料去除率,修整砂轮时,修整深度应大于0.2 mm,Z轴进给速度为300 mm/min;磨削加工时,磨削深度应大于0.20 mm,Z轴进给速度为180 mm/min。(3)基于深孔磨削试验,研究了修整工艺参数、磨削工艺参数对材料表面加工质量的影响规律,为获得较低的表面粗糙度值,修整砂轮时,修整深度应为0.10 mm0.20 mm,Z轴进给速度为100 mm/min200 mm/min;磨削加工时,磨削深度应大于0.16 mm,Z轴进给速度为150 mm/min350 mm/min。(4)基于深孔磨削试验,研究不同Z轴进给速度对砂轮磨削比的影响规律,当Z轴进给速度为180 mm/min时,磨削比达到63.24,能够提高砂轮利用率,降低砂轮磨损;研究砂轮的走刀次数和材料去除深度的关系,为提高深长孔的磨削加工效率,修整后的砂轮完成5次走刀,需要再次修整;研究了不同端面磨削方案的磨削效果,试验表明磨削方案二能够改善磨削状态,提高磨削效率和磨削比。(5)进行大深径比筒类零件的磨削工艺验证,包括加工方式和工艺参数验证,工件尺寸精度、表面粗糙度合格,且工时缩短60%。

二、低表面粗糙度值磨削加工中工艺参数的选择(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、低表面粗糙度值磨削加工中工艺参数的选择(论文提纲范文)

(1)车削去除钛合金棒材表面氧化皮高精度加工工艺研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题的背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 影响表面完整性的因素
        1.2.2 关于表面完整的试验方法与预测方法
    1.3 本论文的主要研究内容
2 单因素试验下车削加工钛合金棒材表面粗糙度研究
    2.1 概述
    2.2 无心车床工作原理
    2.3 表面粗糙度试验
        2.3.1 单因素试验设计
        2.3.2 工艺参数对车削精锻后的钛合金棒材表面粗糙度影响规律分析
        2.3.3 工艺参数对车削轧制后的钛合金棒材表面粗糙度影响规律分析
    2.4 表面粗糙度对比分析
    2.5 本章小结
3 多因素试验下车削加工钛合金棒材表面粗糙度研究
    3.1 概述
    3.2 响应曲面法试验设计
    3.3 表面粗糙度模型预测模型建立与分析
        3.1.1 表面粗糙度预测模型建立
        3.1.2 表面粗糙度预测模型的方差分析
    3.4 表面粗糙度对车削工艺参数的敏感度分析
    3.5 工艺参数交互作用对表面粗糙度的影响规律分析
    3.6 表面粗糙度可行工艺参数域的确定
    3.7 本章小结
4 车削加工钛合金棒材表面硬度研究
    4.1 概述
    4.2 表面硬度试验
        4.2.1 试验设计
        4.2.2 工艺参数对车削精锻后的钛合金棒材表面硬度影响规律分析
        4.2.3 工艺参数对车削轧制后的钛合金棒材表面硬度影响规律分析
    4.3 表面硬度对比分析
    4.4 本章小结
5 车削加工钛合金棒材尺寸误差研究
    5.1 概述
    5.2 尺寸误差试验
        5.2.1 试验设计
        5.2.2 工艺参数对车削精锻后的钛合金棒材尺寸误差影响规律分析
        5.2.3 工艺参数对车削轧制后的钛合金棒材尺寸误差影响规律分析
    5.3 尺寸误差对比分析
    5.4 尺寸误差预测模型的建立与分析
    5.5 工艺参数交互作用对尺寸误差的影响规律分析
    5.6 尺寸误差可行工艺参数域的确定
    5.7 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录 攻读硕士学位期间取得的研究成果

(2)RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究目的和意义
    1.2 RB-SiC陶瓷微观结构及力学性能研究
    1.3 RB-SiC陶瓷的磨削加工技术
        1.3.1 普通磨削技术
        1.3.2 复合磨削技术
    1.4 电火花机械复合磨削技术的研究现状
        1.4.1 电火花机械复合磨削材料去除机理的研究
        1.4.2 电火花机械复合磨削表面质量的研究
        1.4.3 电火花机械复合磨削中砂轮磨损的研究
    1.5 目前研究中存在的问题
    1.6 本文的主要研究内容
第2章 电火花机械复合磨削放电温度对RB-SiC陶瓷力学性能的影响
    2.1 引言
    2.2 RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削中的温度分布
        2.2.1 RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削过程分析
        2.2.2 RB-SiC陶瓷中放电引起的温度分布研究
    2.3 温度影响下的RB-SiC陶瓷力学性能实验条件
        2.3.1 RB-SiC陶瓷力学性能实验的温度条件
        2.3.2 RB-SiC陶瓷力学性能实验的载荷条件
    2.4 温度对RB-SiC陶瓷力学性能影响的分析
        2.4.1 不同温度下RB-SiC陶瓷的压痕形貌
        2.4.2 不同温度下RB-SiC陶瓷的硬度
        2.4.3 不同温度下RB-SiC陶瓷的弹性模量
        2.4.4 不同温度下RB-SiC陶瓷的断裂韧性
    2.5 本章小结
第3章 RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削机理及表面形成分析
    3.1 引言
    3.2 放电温度对RB-SiC陶瓷去除机制影响的研究
        3.2.1 不同温度下RB-SiC陶瓷的刻划实验
        3.2.2 温度对RB-SiC陶瓷刻划去除机制影响的研究
        3.2.3 温度对RB-SiC陶瓷脆塑转变临界深度影响的研究
        3.2.4 温度对RB-SiC陶瓷脆塑去除阶段摩擦行为影响的研究
    3.3 RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削材料去除机制研究
        3.3.1 RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削的表面形貌
        3.3.2 RB-SiC陶瓷电火花加工的材料去除机制
        3.3.3 RB-SiC陶瓷机械磨削的材料去除机制
        3.3.4 RB-SiC陶瓷电火花加工与机械磨削耦合作用下的材料去除机制
    3.4 电火花机械复合磨削RB-SiC陶瓷表面形成的分析
        3.4.1 RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削表面形成影响因素的分析
        3.4.2 RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削表面形成的材料去除率分析
    3.5 本章小结
第4章 RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削表面质量及损伤特征研究
    4.1 引言
    4.2 电火花机械复合磨削RB-SiC陶瓷的实验设置
    4.3 电火花机械复合磨削RB-SiC陶瓷表面质量的研究
        4.3.1 RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削表面粗糙的研究
        4.3.2 RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削表面损伤的研究
        4.3.3 RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削亚表面损伤的研究
    4.4 电火花机械复合磨削RB-SiC陶瓷损伤特征的研究
        4.4.1 基于拉曼检测的表面损伤特征分析
        4.4.2 基于透射检测的亚表面损伤特征分析
        4.4.3 亚表面损伤的微观结构特征
    4.5 本章小结
第5章 电火花机械复合磨削金属基砂轮磨损机理及磨损特性研究
    5.1 引言
    5.2 金属基砂轮的磨损实验
        5.2.1 金属基砂轮受温度影响的磨损实验
        5.2.2 金属基砂轮电火花机械复合磨削的磨损实验
    5.3 电火花机械复合磨削金属基砂轮的磨损机理
        5.3.1 受温度影响的金属基砂轮磨损机理
        5.3.2 电火花机械复合磨削的金属基砂轮磨损机理
    5.4 基于电火花机械复合磨削金属基砂轮磨损机制的放电修整
        5.4.1 电火花机械复合磨削RB-SiC陶瓷中的金属基砂轮修整
        5.4.2 电火花机械复合磨削金属基砂轮的修整效果分析
    5.5 电火花机械复合磨削金属基砂轮的磨损特性研究
        5.5.1 铁基砂轮的磨损规律
        5.5.2 铁基砂轮磨损对材料去除率的影响
        5.5.3 铁基砂轮磨损对磨削比的影响
        5.5.4 铁基砂轮磨损对磨削力的影响
    5.6 本章小结
第6章 基于RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削性能的工艺参数优化
    6.1 引言
    6.2 电火花机械复合磨削的工艺实验
    6.3 工艺参数对电火花机械复合磨削性能影响的分析
        6.3.1 工艺参数对磨削表面粗糙度的影响
        6.3.2 工艺参数对材料去除率的影响
        6.3.3 工艺参数对砂轮磨损速率的影响
        6.3.4 工艺参数对磨削力的影响
    6.4 基于灰色关联理论的参数优化及实验验证
        6.4.1 灰色关联理论的数据分析方法
        6.4.2 基于灰色关联理论的实验结果分析及工艺参数优化
        6.4.3 最优工艺参数组合的实验验证
    6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历

(3)蓝宝石材料的超精密磨削损伤机理与实验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 蓝宝石的机械加工损伤行为研究
        1.2.2 蓝宝石表面的磨削加工研究
        1.2.3 硬脆材料超精密磨削损伤机理研究
        1.2.4 硬脆材料磨削加工中声发射技术的应用研究
    1.3 国内外研究现状分析
    1.4 本论文的主要研究内容
第2章 蓝宝石材料去除中的损伤模式和损伤机理研究
    2.1 引言
    2.2 基于金刚石单颗磨粒刻划的蓝宝石损伤模式的研究
        2.2.1 单磨粒刻划实验设计及实验装置
        2.2.2 蓝宝石刻划表面损伤模式分析
    2.3 蓝宝石材料塑性机制加工下亚表层损伤行为研究
        2.3.1 蓝宝石刻划亚表面TEM样品制备
        2.3.2 蓝宝石材料塑性机制加工下亚表层损伤分析
    2.4 基于弹性应力场模型的蓝宝石材料损伤机理分析
        2.4.1 基于压痕实验的蓝宝石力学性能研究
        2.4.2 弹性应力场解析模型的建立
        2.4.3 蓝宝石材料塑性加工机制下损伤机理分析
    2.5 本章小结
第3章 基于AE信号的蓝宝石损伤演变及表面粗糙度表征研究
    3.1 引言
    3.2 声发射信号的分形分析
    3.3 基于声发射信号分形特征的蓝宝石损伤演变机制研究
        3.3.1 裂纹扩展的AE信号波形
        3.3.2 蓝宝石加工中脆性损伤的AE特征研究
        3.3.3 蓝宝石损伤演变中的声发射信号分形特征分析
    3.4 基于AE分形特征的磨削表面粗糙度表征方法研究
        3.4.1 磨削表面粗糙度与裂纹扩展的关系模型
        3.4.2 蓝宝石材料磨削加工中AE信号分析
        3.4.3 基于AE信号分析的磨削表面粗糙度表征模型
    3.5 本章小结
第4章 蓝宝石材料超精密磨削机理及临界条件研究
    4.1 引言
    4.2 基于裂纹扩展的超精密磨削机理研究
        4.2.1 超精密磨削中单颗磨粒的磨削力模型
        4.2.2 单磨粒磨削中裂纹萌生临界切削深度分析
        4.2.3 硬脆材料磨削中裂纹扩展长度模型
        4.2.4 硬脆材料磨削加工磨削模式分析
        4.2.5 硬脆材料超精密磨削裂纹临界长度计算
    4.3 蓝宝石材料超精密磨削临界条件研究
        4.3.1 蓝宝石超精密磨削临界条件分析
        4.3.2 超精密磨削临界条件的实验研究
    4.4 蓝宝石材料超精密磨削磨粒临界切削深度影响因素分析
        4.4.1 磨削深度对磨粒临界切削深度的影响研究
        4.4.2 砂轮直径对磨粒临界切削深度的影响研究
    4.5 本章小结
第5章 磨粒形貌对蓝宝石材料超精密磨削的影响研究
    5.1 引言
    5.2 蓝宝石材料单磨粒磨削的SPH-FEM仿真模型
        5.2.1 SPH-FEM方法概述
        5.2.2 SPH-FEM切削模型的建立
    5.3 磨粒形状对蓝宝石材料去除和损伤的影响研究
        5.3.1 单磨粒刻划实验
        5.3.2 磨粒前角和顶角对蓝宝石材料去除和损伤的影响研究
        5.3.3 磨粒切削刃对蓝宝石材料去除和损伤的影响研究
    5.4 磨粒磨损对蓝宝石材料去除和损伤的影响研究
    5.5 蓝宝石材料的无损伤超精密磨削实验研究
        5.5.1 砂轮参数对磨削表面质量的影响
        5.5.2 磨粒磨损对超精密磨削临界条件的影响研究
        5.5.3 磨削参数的选择方法
        5.5.4 蓝宝石的磨削实验研究
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
个人简历

(4)18CrNiMo7-6钢V型缺口圆形截面试样磁力研磨工艺的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 磁力研磨工艺国内外研究现状
        1.2.1 加工原理
        1.2.2 磁性磨料
        1.2.3 磁力研磨装置
        1.2.4 加工工艺
    1.3 研磨复杂试样缺口部位的研究现状
    1.4 本文的研究内容
    1.5 本章小结
2 磁力研磨机理研究
    2.1 磁力研磨的加工原理
        2.1.1 磁力研磨简介
        2.1.2 磁力研磨的磁力源
        2.1.3 磁力研磨的磁性磨料
        2.1.4 磁力研磨加工对象
    2.2 磁力研磨的机理
        2.2.1 磁力研磨的受力分析
        2.2.2 磁力研磨去除机理分析
    2.3 本章小结
3 试样的制备及磁力研磨装置的研制
    3.1 试样的制备
        3.1.1 试样的设计
        3.1.2 试样的车削和磨削加工
        3.1.3 试样V型缺口的加工
    3.2 磁力研磨装置的制造及安装
        3.2.1 电磁感应器的结构
        3.2.2 磁力研磨装置的安装及调试
    3.3 本章小结
4 不同形状磁极头的设计及探究
    4.1 磁极头的设计
    4.2 Maxwell二维仿真建模分析流程
    4.3 Maxwell三维仿真建模分析流程
    4.4 三种不同形状磁极头的Maxwell仿真对比
    4.5 不同磁极头对磁力研磨的影响
        4.5.1 试验方案设计
        4.5.2 试验结果
    4.6 本章小结
5 磁力研磨工艺参数的优化
    5.1 试验方案设计
    5.2 试验结果分析
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
个人情况介绍
致谢

(5)TC4钛合金外圆表面液体磁性磨具光整加工实验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 钛合金材料简介
        1.1.1 钛合金材料概述
        1.1.2 TC4钛合金材料的主要性能特点及应用
        1.1.3 钛合金材料的加工特点
        1.1.4 钛合金材料的光整加工方法及研究现状
    1.2 液体磁性磨具光整加工技术概述
    1.3 研究课题的背景、来源及研究意义
        1.3.1 课题的研究背景
        1.3.2 课题的来源
        1.3.3 课题的研究意义
    1.4 本文研究的主要内容
第二章 液体磁性磨具的制备及加工原理
    2.1 液体磁性磨具的构成及各组分的选择
        2.1.1 磁性微粒的选择
        2.1.2 非磁性磨料颗粒的选择
        2.1.3 基液的选择
        2.1.4 表面活性剂的选择
        2.1.5 防锈剂的选择
    2.2 液体磁性磨具的制备工艺
    2.3 液体磁性磨具光整加工的微观机理分析
    2.4 影响光整加工外圆表面质量的主要因素
    2.5 初步试验
    2.6 本章小结
第三章 液体磁性磨具TC4钛合金加工实验
    3.1 加工实验装置
        3.1.1 实验装置
        3.1.2 加工工件
        3.1.3 实验参数
    3.2 表面质量的测试方法
        3.2.1 表面粗糙度的测试
        3.2.2 微观形貌的测试
    3.3 实验方案
    3.4 实验结果及分析
        3.4.1 磨料类型对加工效果的影响
        3.4.2 磨料粒径对加工效果的影响
        3.4.3 工件转速对加工效果的影响
        3.4.4 磁感应强度对加工效果的影响
        3.4.5 加工时间对加工效果的影响
    3.5 本章小结
第四章 TC4钛合金液体磁性磨具光整工艺参数优化
    4.1 田口方法概述
        4.1.1 田口方法的实现原理
        4.1.2 损失函数与信噪比
    4.2 参数水平选择与正交试验
    4.3 信噪比结果与分析
    4.4 方差分析
    4.5 本章小结
第五章 表面粗糙度预测模型的建立及验证
    5.1 响应曲面法概述
    5.2 实验条件
    5.3 响应曲面实验设计和结果
    5.4 表面粗糙度预测模型的建立
        5.4.1 回归分析
        5.4.2 预测模型的回归方程
        5.4.3 预测模型的精确度验证
    5.5 本章小结
第六章 全文总结及展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(6)影响表面质量的磨削特征辨识、工艺优化与监控方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第一章 绪论
    1.1 课题背景和研究意义
    1.2 国内外相关研究综述
        1.2.1 磨削表面质量相关研究现状
        1.2.2 磨削工艺优化方法研究及其发展现状
        1.2.3 表面质量监控方法研究及其发展现状
        1.2.4 机器学习理论及其应用研究现状
        1.2.5 相关研究存在的问题及分析
    1.3 课题研究目标和研究内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
    1.4 论文的主要章节安排
    1.5 本章小结
第二章 磨削质量监控基础理论与CPS-SDD实验平台构建
    2.1 磨削质量的评价指标与测试方法
        2.1.1 实验试件材料性能与砂轮参数
        2.1.2 表面质量的评价指标与测试方法
        2.1.3 砂轮磨损的评价指标与测试方法
    2.2 磨削信号的产生机制与测量方法
        2.2.1 磨削力信号
        2.2.2 磨削温度信号
        2.2.3 磨削振动信号
        2.2.4 声发射信号
    2.3 机器学习基础理论研究
        2.3.1 长短期记忆网络(LSTM)
        2.3.2 基于改进粒子群优化的支持向量回归(IPSO-SVR)
        2.3.3 堆栈稀疏自编码器(SSAE)
    2.4 基于CPS-SDD的磨削加工过程监控实验平台构建
        2.4.1 CPS-SDD在磨削加工中的应用
        2.4.2 磨削加工过程监控实验平台构建
    2.5 本章小结
第三章 磨削信号特征提取与辨识方法研究
    3.1 磨削信号处理技术
        3.1.1 磨削信号的预处理降噪
        3.1.2 基于小波包分解的磨削信号处理方法
        3.1.3 基于集合经验模态分解的磨削信号处理方法
    3.2 基于时频域分析的磨削信号特征提取方法研究
        3.2.1 信号时域分析及其特征参数的表征
        3.2.2 信号频域分析及其特征参数的表征
        3.2.3 磨削时域与频域信号的特征提取
    3.3 基于物理信号与表面质量高关联度的磨削特征辨识方法研究
        3.3.1 mRMR特征选择方法
        3.3.2 ReliefF特征选择方法
        3.3.3 磨削信号特征辨识结果案例分析
    3.4 本章小结
第四章 多目标磨削表面质量工艺优化方法研究
    4.1 磨削过程力学行为特性研究
        4.1.1 基于成屑厚度的磨削运动学分析
        4.1.2 考虑磨削三阶段的磨削力解析模型构建
        4.1.3 磨削力随工艺参数的变化规律研究
    4.2 磨削工艺参数与力热载荷对表面质量的影响规律分析
        4.2.1 工艺参数与力载荷对表面粗糙度的影响
        4.2.2 工艺参数与力热载荷对残余应力的影响
        4.2.3 工艺参数与力热载荷对磨削烧伤的影响
    4.3 基于NSGA-II的磨削表面质量优化方法研究
        4.3.1 面向多质量目标的磨削工艺优化方法研究
        4.3.2 基于NSGA-II的磨削工艺参数优化模型构建
        4.3.3 磨削表面质量优化结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 砂轮磨损与磨削表面质量监控方法研究
    5.1 基于LSTM的砂轮磨损监控方法研究
        5.1.1 砂轮磨损时表面形貌的演变过程
        5.1.2 砂轮磨损的高关联度特征辨识结果分析
        5.1.3 砂轮磨损预测结果与控制决策分析
    5.2 基于LSTM的表面粗糙度监控方法研究
        5.2.1 磨削过程中工件表面粗糙度的变化过程
        5.2.2 表面粗糙度的高关联度特征辨识结果分析
        5.2.3 表面粗糙度预测结果与控制决策分析
    5.3 基于IPSO-SVR的残余应力监控方法研究
        5.3.1 残余应力随工艺参数的变化规律
        5.3.2 残余应力的高关联度特征辨识结果分析
        5.3.3 残余应力预测结果与控制决策分析
    5.4 基于SSAE的磨削烧伤监控方法研究
        5.4.1 磨削烧伤的变化规律及其判别
        5.4.2 磨削烧伤的高关联度特征辨识结果分析
        5.4.3 磨削烧伤分类预测结果与控制决策分析
    5.5 本章小结
第六章 挠性接头工程验证及其效果分析
    6.1 挠性接头磨削工程验证方案设计
        6.1.1 工程验证技术基础
        6.1.2 挠性接头加工技术要求与难点
        6.1.3 挠性接头磨削加工实验与监控方案
    6.2 挠性接头磨削工程验证结果与分析
        6.2.1 工艺参数对挠性接头表面残余应力的影响
        6.2.2 挠性接头表面残余应力的高关联度特征辨识
        6.2.3 表面残余应力的监控结果与分析
    6.3 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 全文总结
    7.2 研究创新点
    7.3 工作展望
参考文献
攻读博士期间参与的科研项目及发表的学术论文
致谢

(7)工程陶瓷纵扭复合超声螺旋磨削制孔机理与加工质量研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 超声加工技术的发展
    1.3 硬脆材料旋转超声加工研究现状
        1.3.1 旋转超声加工材料去除机理研究现状
        1.3.2 旋转超声加工切削力研究现状
        1.3.2.1 工艺实验研究
        1.3.2.2 理论建模分析研究
        1.3.3 旋转超声加工加工质量研究现状
    1.4 螺旋铣孔加工技术研究现状
        1.4.1 螺旋铣孔加工工艺特性研究现状
        1.4.2 螺旋铣孔的技术优势概述
    1.5 课题来源及研究内容
        1.5.1 课题来源
        1.5.2 主要研究内容
    1.6 本章小结
第二章 纵扭复合超声螺旋磨削制孔运动学分析
    2.1 纵扭复合超声螺旋磨削制孔运动建模
    2.2 运动学仿真与分析
        2.2.1 运动轨迹仿真
        2.2.2 运动特性分析
    2.3 工艺参数对加工过程的影响
        2.3.1 相位差的影响
        2.3.2 偏心距的影响
        2.3.3 主轴转速的影响
        2.3.4 螺旋进给速度的影响
        2.3.5 螺距的影响
    2.4 本章小结
第三章 工程陶瓷超声磨削加工材料去除机理研究
    3.1 基于压痕断裂力学的超声磨削机理
        3.1.1 单颗磨粒与材料接触的应力分析
        3.1.2 单颗磨粒与材料相互作用裂纹成核及扩展规律研究
        3.1.2.1 裂纹成核
        3.1.2.2 裂纹扩展
    3.2 超声对裂纹系统的影响
    3.3 超声对脆塑转变临界深度的影响
    3.4 基于盲孔孔底表面形貌的材料去除机理分析
        3.4.1 实验方案设计
        3.4.2 实验结果分析
        3.4.2.1 加工表面形貌分析
        3.4.2.2 材料破坏机理分析
        3.4.2.3 螺距对材料去除机理的影响
        3.4.2.4 超声振幅对材料去除机理的影响
    3.5 本章小结
第四章 工程陶瓷纵扭复合超声螺旋制孔磨削力建模
    4.1 磨削力模型的建立
        4.1.1 模型的假设
        4.1.2 单颗磨粒的平均切削力分析
        4.1.3 材料去除体积计算
        4.1.4 磨削力模型
    4.2 磨削力模型预测
        4.2.2 模型修正系数的获取
        4.2.2.1 实验方案与磨削力测量平台搭建
        4.2.2.2 磨削力数据分析处理
        4.2.2.3 修正系数结果计算
        4.2.3 工艺参数与磨削力关系预测
    4.3 磨削力模型实验验证
    4.4 工艺参数对磨削力的影响规律分析
    4.5 本章小结
第五章 工程陶瓷纵扭复合超声螺旋磨削制孔的加工质量研究
    5.1 实验方案及加工质量评价指标
        5.1.1 实验设计
        5.1.2 加工质量评价指标及测量方法
        5.1.2.1 表面粗糙度
        5.1.2.2 入口崩边
    5.2 基于对比实验验证纵扭复合超声的加工优势
    5.3 孔壁表面质量研究
        5.3.1 孔壁表面创成机理分析
        5.3.2 工艺参数对孔壁表面质量的影响
        5.3.3 正交实验分析
    5.4 盲孔孔底表面质量研究
        5.4.1 孔底表面创成机理分析
        5.4.2 工艺参数对盲孔孔底表面质量的影响
    5.5 孔入口崩边程度的研究
        5.5.1 入口崩边形成机理分析
        5.5.2 工艺参数对最大崩边尺寸的影响
    5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的成果
致谢

(8)单晶硅透镜可控铣磨机制及工艺技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 非球面元件铣磨加工研究现状
        1.2.2 硬脆材料去除机理及其加工仿真研究现状
        1.2.3 表面粗糙度及磨削力数学模型研究现状
    1.3 研究目的和意义
    1.4 本文的研究内容
第二章 基于微米划痕实验的单晶硅去除机制研究
    2.1 引言
    2.2 微米划痕实验及结果分析
        2.2.1 实验方案设计
        2.2.2 划痕轮廓分析
        2.2.3 划痕力分析
        2.2.4 声发射信号分析
    2.3 拉曼光谱实验及结果分析
        2.3.1 实验方案设计
        2.3.2 拉曼实验结果分析
    2.4 单晶硅单颗磨粒划痕仿真分析
        2.4.1 仿真方法
        2.4.2 单晶硅本构模型与材料参数
        2.4.3 仿真条件
        2.4.4 仿真结果分析
    2.5 本章小结
第三章 单晶硅透镜铣磨加工表面粗糙度建模与实验验证
    3.1 引言
    3.2 铣磨加工表面粗糙度建模
        3.2.1 非球面铣磨过程中的速度与几何分析
        3.2.2 单颗磨粒切削深度计算
        3.2.3 划痕重叠比例系数计算
        3.2.4 表面粗糙度模型的建立
    3.3 铣磨加工表面粗糙度模型的实验验证
        3.3.1 实验材料与设备及表面粗糙度的检测方法
        3.3.2 表面粗糙度模型系数C的确定
        3.3.3 实验参数
        3.3.4 实验结果分析
    3.4 本章小结
第四章 单晶硅透镜铣磨力数学模型与实验验证
    4.1 引言
    4.2 铣磨力数学模型
        4.2.1 切屑变形引起的铣磨力
        4.2.2 摩擦引起的铣磨力
    4.3 铣磨力模型的实验验证
        4.3.1 铣磨加工负载转矩分析
        4.3.2 铣磨力模型验证实验方案设计
        4.3.3 实验数据分析
    4.4 本章小结
第五章 单晶硅透镜铣磨工艺参数优化研究
    5.1 引言
    5.2 实验方法
    5.3 实验设计方法
    5.4 实验结果与分析
        5.4.1 垂直轴磨削法实验结果与分析
        5.4.2 法向磨削法实验结果与分析
        5.4.3 垂直轴磨削法与法向磨削法的对比分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果

(9)稀土氧化物激光晶体超精密磨削机理及工艺研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 稀土氧化物激光晶体微观结构及其超精密加工研究现状
        1.2.1 稀土氧化物激光晶体的微观结构
        1.2.2 稀土氧化物激光晶体超精密加工研究现状
    1.3 硬脆材料塑性域去除机理研究现状
        1.3.1 硬脆材料塑性域去除概念的提出
        1.3.2 位错和层错等损伤导致的塑性去除
        1.3.3 高压作用下物相转变与非晶转变导致的塑性去除
        1.3.4 高压作用下材料纳米晶粒多晶化导致的塑性去除
        1.3.5 应变率效应对硬脆材料加工表面/亚表面形成的影响
    1.4 硬脆材料超精密磨削技术研究现状
        1.4.1 纳米级超精密磨削技术
        1.4.2 在线电解磨削技术(ELID磨削)
        1.4.3 辅助加热超精密磨削技术
        1.4.4 超声振动辅助磨削技术
    1.5 磨削加工中磨削力和表面粗糙度模型研究现状
        1.5.1 磨削力建模研究现状
        1.5.2 磨削表面形貌及粗糙度模型研究现状
    1.6 氧化石墨烯在机械加工冷却液中的应用现状
    1.7 目前研究中存在的问题
    1.8 本文的主要研究内容
第2章 稀土氧化物激光晶体准静态压痕划痕力学性能及损伤机理
    2.1 引言
    2.2 基于纳米压痕的材料表面/亚表面形成及力学性能研究
        2.2.1 稀土氧化物激光晶体纳米压痕实验
        2.2.2 稀土氧化物激光晶体压痕表面/亚表面特征及损伤机理
        2.2.3 稀土氧化物激光晶体的力学性能
        2.2.4 稀土氧化物激光晶体应力应变曲线
    2.3 稀土氧化物激光晶体划痕表面/亚表面形成特征及机理研究
        2.3.1 纳米划痕弹塑转变与脆塑转变深度理论模型
        2.3.2 准静态纳米划痕实验
        2.3.3 稀土氧化物激光晶体准静态纳米划痕表面形成特征
        2.3.4 稀土氧化物激光晶体准静态纳米划痕亚表面损伤机理
    2.4 本章小结
第3章 应变率对稀土氧化物激光晶体划痕表面/亚表面形成的影响
    3.1 引言
    3.2 考虑应变率效应的纳米划痕深度模型
    3.3 考虑应变率效应的纳米划痕实验条件
    3.4 考虑应变率效应的纳米划痕深度模型的实验验证
    3.5 不同应变率条件下纳米划痕表面及切屑形成特征
        3.5.1 不同应变率条件下GGG划痕表面及切屑特征
        3.5.2 不同应变率条件下Lu2O3划痕表面及切屑特征
    3.6 不同应变率条件下纳米划痕亚表面形成机理
        3.6.1 不同应变率条件下GGG划痕亚表面形成机理
        3.6.2 不同应变率条件下Lu2O3划痕亚表面形成机理
    3.7 本章小结
第4章 稀土氧化物激光晶体超精密磨削机理及磨削力模型
    4.1 引言
    4.2 稀土氧化物激光晶体磨削实验条件
    4.3 稀土氧化物激光晶体超精密磨削表面/亚表面形成机理
        4.3.1 YAG单晶超精密磨削表面/亚表面形成机理
        4.3.2 GGG单晶塑性域磨削表面/亚表面形成机理
        4.3.3 Lu_2O_3单晶塑性域磨削表面/亚表面形成机理
    4.4 稀土氧化物激光晶体塑性域磨削力理论模型
        4.4.1 磨削区有效磨粒数和磨粒尖端半径及切削深度
        4.4.2 磨粒与工件材料间的平均接触应力
        4.4.3 磨粒与工件材料间的接触面积分析
        4.4.4 磨削力模型
    4.5 磨削参数对稀土氧化物激光晶体磨削力的影响
        4.5.1 磨削速度对磨削力的影响
        4.5.2 进给速度对磨削力的影响
        4.5.3 磨削深度对磨削力的影响
    4.6 稀土氧化物激光晶体磨削力模型的实验验证
    4.7 本章小结
第5章 稀土氧化物激光晶体超精密磨削工艺研究
    5.1 引言
    5.2 稀土氧化物激光晶体塑性域磨削表面形貌和粗糙度模型
        5.2.1 有效磨粒数计算
        5.2.2 磨粒中心线高度计算
        5.2.3 磨粒尖端轨迹方程
        5.2.4 磨削表面粗糙度和三维形貌模型
    5.3 稀土氧化物激光晶体磨削实验条件
    5.4 磨削表面形貌与粗糙度仿真及实验结果
        5.4.1 砂轮粒度对磨削表面形貌和粗糙度值的影响
        5.4.2 磨削工艺参数对磨削表面形貌和粗糙度值的影响
    5.5 稀土氧化物激光晶体氧化石墨烯润滑辅助磨削工艺研究
        5.5.1 稀土氧化物激光晶体氧化石墨烯润滑辅助磨削实验
        5.5.2 氧化石墨烯溶液浓度对表面粗糙度的影响
        5.5.3 氧化石墨烯溶液浓度对摩擦系数的影响
        5.5.4 氧化石墨烯在激光晶体磨削中的作用机理
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历

(10)大深径比超高强度钢深孔磨削工艺研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源及背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 超高强度钢的发展与现状
        1.2.2 深孔加工技术的发展与现状
    1.3 课题目标和主要研究内容
2 深孔磨削试验条件与检测
    2.1 磨削原理
    2.2 30CrMnSiNi2A超高强度钢
    2.3 数控深孔内圆磨床
        2.3.1 磨杆的测试与砂轮转速的选择
        2.3.2 工件孔径、端面深度和表面加工质量的在机检测
        2.3.3 砂轮直径检测
        2.3.4 声发射对刀与磨削状态检测
    2.4 本章小结
3 冷却系统的设计与砂轮的选用
    3.1 冷却系统的设计
        3.1.1 磨削液的选用
        3.1.2 供液线路的设计
    3.2 砂轮的选用与修整
        3.2.1 砂轮的选用
        3.2.2 砂轮的修整方案
    3.3 本章小结
4 超高强度钢的深孔磨削试验研究
    4.1 材料去除率的试验研究
        4.1.1 砂轮修整与材料去除率
        4.1.2 深孔磨削与材料去除率
    4.2 砂轮的深孔磨削性能试验研究
        4.2.1 砂轮磨削比的试验研究
        4.2.2 砂轮耐用度的试验研究
    4.3 表面加工质量的试验研究
        4.3.1 砂轮修整与材料表面加工质量
        4.3.2 深孔磨削与材料表面加工质量
    4.4 端面磨削试验研究
        4.4.1 磨削方案的制定
        4.4.2 端面磨削试验研究
    4.5 本章小结
5 大深径比筒类零件的磨削工艺验证
    5.1 零件的磨削加工
        5.1.1 深孔端面
        5.1.2 深短孔
        5.1.3 深长孔
        5.1.4 圆弧面
    5.2 结果分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
附录A 专利证书1
附录B 专利证书2
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

四、低表面粗糙度值磨削加工中工艺参数的选择(论文参考文献)

  • [1]车削去除钛合金棒材表面氧化皮高精度加工工艺研究[D]. 贾永康. 西安建筑科技大学, 2021
  • [2]RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削技术研究[D]. 饶小双. 哈尔滨工业大学, 2020
  • [3]蓝宝石材料的超精密磨削损伤机理与实验研究[D]. 顾兴士. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
  • [4]18CrNiMo7-6钢V型缺口圆形截面试样磁力研磨工艺的研究[D]. 王哲. 郑州大学, 2020(02)
  • [5]TC4钛合金外圆表面液体磁性磨具光整加工实验研究[D]. 刘智. 太原理工大学, 2020
  • [6]影响表面质量的磨削特征辨识、工艺优化与监控方法研究[D]. 郭维诚. 东华大学, 2020(01)
  • [7]工程陶瓷纵扭复合超声螺旋磨削制孔机理与加工质量研究[D]. 林佳杰. 广东工业大学, 2020
  • [8]单晶硅透镜可控铣磨机制及工艺技术研究[D]. 王亚霁. 南京航空航天大学, 2020(07)
  • [9]稀土氧化物激光晶体超精密磨削机理及工艺研究[D]. 李琛. 哈尔滨工业大学, 2019
  • [10]大深径比超高强度钢深孔磨削工艺研究[D]. 张桥杰. 大连理工大学, 2019(02)

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低表面粗糙度磨削工艺参数的选择
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