纳米陶瓷磨削深度对表面质量的影响分析

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1、纳米陶瓷磨削深度对表面质量的影响分析EffectsofNanoCeramicGrindingDepthonSurfaceQuaH哆河南科技学院机电学院宁欣姚建国苏建修[摘要】对于硬脆材料而言，超声振动复合加工是一种有效可行的加工方法，通过超声磨削和普通磨削的比较得出，在相同的条件下，超声磨削后的表面质量高，表面粗糙度值小。关键词：超声振动磨削深度表面粗糙度【ABSTRACT】Forhardbrittlematerial，ul仃asonicvibrationmachiningisane仃-ectiVeandfeasibleprocess—

2、ingmetllod，whichisobtainedbycomparingtheultrasonicgrindingandordinarygrindingundermesamecondition．Aftertheultrasonicgrinding，thesurfacequalityishigh，surfacerougllllessValueissmaller．Keywords：UltrasonicVibrationGrindingdepthSurf．aceroughnessDOI：10．16080／i．issnl671-833x．20

3、15．16．096磨削一般作为机加工的最终工序，其目的是使零件达到要求的精度和表面质量。零件精度与表面粗糙度尺。有密切关系：一定精度(尺寸公差)要求相应的表面粗糙度，高精度一定要求低表面粗糙度，反之不然。表面粗糙度是反映微观几何形状误差的重要指标Il。2】。在加工机械零件时，常常要控制尺寸公差，R。应不超过尺寸公差的l／8。零件接触时，只。的高低决定实际接触面积的大小：尺。小时，可以增加零件之间的有效接触面积，从而减少接触表面压强，提高可靠性；若尺。大，则零件承受的载荷要高于理论计算值。磨削加工接触面积达30％一50％，精密磨削有效接触

4、面积可达85％～90％。一般情况下，R。越小，磨损越小p卅。任何加工方法都不可能获得理想表面，会存在一定的微观不平整度。表面粗糙度是以已加工表面微观不平度的高度来衡量的，能反映表面微观几何特性，不仅与微观轮廓的高度有关，还和轮廓形状有关，是一个综合指标，对保证零件配合的可靠性和稳定性，减少磨损，降低能耗，减少应力集中，提高零件使用寿命都起着重要作用陋】。本文从磨削深度对表面质量进行分析。1试验条件与方法试验在超声振动系统上进行，超声振动磨削系统由超声波发生器、换能器、变幅杆及磨削工装4部分组成，96航空制造技术·2015年第16期如图1

5、、表1所示。用中国航天304研究所JJI—B粗糙度测量仪测量R。值。测量时，应注意区分试件上磨削轨迹的平行和垂直方向，分别在两个方向上取不同区域测量5次，取平均值。微观形貌观察采用日本Jsm一5610LV型扫描电镜。对于不同的振动频率、磨削深度、功率等参数做了大量的对比试验，测得了试件的表面粗糙度。2试验结果分析2．1磨削深度对表面质量的影响磨削深度即砂轮在单个行程的进给量，是一个十分重要的磨削参数，它与加工效率有密切的联系，是对加厂⋯一⋯一⋯一⋯一⋯一⋯一⋯一⋯一一1y、Z图1二维超声振动磨削系统原理图Fig．1PnncipIedia

6、gramOf2DuItrasOnicVibratiOngnndingsystem表1试验条件工件纳米氧化锆陶瓷，尺寸：20mm×20mm×5mm机床冈本GTs一6016一AHD精密平面磨床砂轮修整#200sic油石与铸铁配合修形，#加oAl203油石修锐金刚石金刚石砂轮，树脂结合剂，浓度l()()％。砂轮规格：270mm×35mm超声超声波发生器频率Z=24．8kHz，Z-29．8kHz；振幅振动一产21．36呻，彳2=23．“扯m；功率螂r、50w、65w、70w、80w磨削砂轮速度K=26．6m／s，轴向进给”=2mm／行程，工作台

7、速参数度■：0．26m／s．磨削深度口。=l岬、2岬、5“m、8岬、10岬、12“m、15岬，砂轮粒度270#工效率影响最大的要素。在超精密磨削加工中，可以认为磨削深度同磨削加工效率成正比，即加工效率的高低取决于磨削深度。采用较大的磨削深度时，单位行程去除材料量大，还能减少砂轮空转时间，机床使用效率及加工工效就提高了。但在加工陶瓷等硬脆材料时，采用较大的磨削深度又会带来一系列问题，比如磨削表面脆性断裂增多，影响加工质量，引起砂轮烧伤及工件表面烧伤等。为了优化参数，高效高质地获得加工表面，因此研究与加工效率直接相关的磨削深度对表面粗糙度的

8、影响很有必要。在试验中采用不同的磨削深度进行磨削加工，在磨削力试验的基础上所得磨削加工试件的表面粗糙度值及电镜照片如图2、3所示。2．2试验分析从图2可以看出，同样的磨削深度下，超声磨削表面粗糙度远小于普通