氧化锆陶瓷生坯的微细切削加工研究

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1、硕士学位论文氧化锆陶瓷生坯的微细切削加工研究MicroMachiningofZirconiaGreenBody学21004064大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担

2、相关法律责任。学位论文题目：氢丝丝陶瓷生堡盟邀绳翅削盘王珏究作者签名：——二么纠』堕>-一日期：盟年—五月—乙日氧化锆陶瓷生坯的微细切削加工研究摘要陶瓷材料优良的机械性能，使其在微机电系统中有广阔的应用前景。采用微细切削加工方法在陶瓷生坯上加工三维结构，既可以提高加工效率，又可以降低成本，是很有前景的加工方法。本文在氧化锆陶瓷生坯上，开展了微细结构加工研究，主要研究了边缘加工质量、致密化烧结后收缩率变化规律和尺寸精度的控制问题。采用单向压制成型方法制备生坯，通过压力使粉末成型并具备一定强度，用三点抗弯实验测定了不同压制压力下的坯体抗弯强度，

3、得到了抗弯强度与压制压力的关系：随着压制压力的增加，坯体的强度也在增加，并且基本呈线性变化。在生坯上开展微细结构的加工，研究了坯体强度对加工质量的影响，通过比较微结构边缘的轮廓完整度和破损程度来判断加工质量的好坏，结果表明坯体强度越大，加工质量越好。分析了加工屑聚集成云团状的过程和原因，以及对斜壁腔和直壁腔边缘加工质量的影响。陶瓷生坯在烧结后会出现一定的体积收缩，本文研究了不同压力下压制的生坯收缩率变化。结果表明，同一压力下，坯体x向和Y向收缩率一致，并且不同高度处的x、Y向收缩率无明显差异。随着压力的增加，X、Y、z向收缩率逐渐减小，z向

4、收缩率对压力更敏感。为得到尺寸正确的微细结构，研究了影响尺寸精度的因素，重点研究了z向尺寸的控制。首先改进实验装置，解决了加工零点位置设置的问题。接着研究了加工系统的接着研究了加工系统的轴向变形量，得到了一定加工参数下轴向加工力的变化规律和系统的刚度，确定了系统的轴向变形量。然后分析了刀具磨损规律，得到了刀具在初期磨损阶段和正常磨损阶段的相对体积损耗率，并推出了计算刀具轴向损耗量的经验公式。最后对系统轴向变形量、刀具磨损量、收缩率进行补偿，在生坯上加工微小型腔，结果表明加工及烧成尺寸与目标尺寸基本一致，生坯加工后Z向最大绝对偏差1Alan，

5、致密化烧结后，Z向最大绝对偏差3．8岬，表明所采用的补偿方法可以有效控制Z向尺寸。关键词：陶瓷生坯；微细加工；生坯强度；收缩率；尺寸精度控制氧化锆陶瓷生坯的微细切削加工研究MicroMachiningofZirconiaGreenBodyAbstractDuetotheexcellentmechanicalproperties，ceramicmaterialshavebroadapplicationsinmicroelectromechanicalsystem(MEMS)．Usingmicro-cuttingmethodtomachine3

6、dimensionalstructuresonthecomicgreenisaverypromisingprocessingmethod，whichimprovesmachiningefficiencyandreducescosts．Inthispaper,theedgequality,sinteringshrinkageandcontrolofdimensionalaccuracyweresystematicallyinvestigatedbymillingmicro-featuresonthezirconiagreencompacts．

7、砀egreenbodieswerepreparedbypressingziconiapowdersinamoldwithdifferentpressures．Three-pointbendingtestswerecarriedouttomeasuretheflexurestrengthofgreenbodies．，nleresultrevealsthatthestrengthofthebodiesisalinearincreasewimanincreaseofthepressingpressure．neinfluenceofstrength

8、ofgreenbodiesonthemachiningqualityWasinvestigatedbymachiningmicrostructuresongreenbodies．