論文開題報告：金剛石表層弱化處理后的加工性能評價

目錄/提綱：……
一、本課題的的研究目的和意義：
二、文獻(xiàn)綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）：
三、本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：
1、了解釬焊金剛石工藝特點(diǎn)及應(yīng)用
2、制備各種淺表層弱化金剛石試樣
3、搭建評價試驗(yàn)平臺，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評價
4、進(jìn)行數(shù)據(jù)總結(jié)和分析，撰寫畢業(yè)設(shè)計論文
四、擬解決的關(guān)鍵問題：
五、研究思路、方法和步驟：
六、本課題的進(jìn)度安排：
七、參考文獻(xiàn)：
八、指導(dǎo)教師意見：
九、所在系意見：
……

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
學(xué)院：機(jī)電及自動化學(xué)院　 　專業(yè)班級：機(jī)械工程及自動化2008級機(jī)械工程及自動化2班

課題名稱 金剛石表層弱化處理后的加工性能評價

一、本課題的的研究目的和意義：
金剛石砂輪廣泛用于加工硬質(zhì)合金、工程陶瓷、光學(xué)玻璃、半導(dǎo)體材料、花崗巖等硬脆材料。其工作的前提是金剛石顆粒必須固結(jié)在基體(胎體)上。磨粒的固結(jié)狀態(tài)直接影響砂輪的加工效率、加工精度、工具壽命和成本。現(xiàn)有金剛石砂輪主要采用電鍍方法，利用電鍍層將磨粒覆蓋在砂輪基體上。工程應(yīng)用實(shí)踐表明，電鍍金剛石砂輪在使用過程中，金剛石磨粒極易從鍍層里脫落，導(dǎo)致砂輪發(fā)生非正常磨損，嚴(yán)重影響加工性能。究其原因，主要是鍍層對磨粒覆蓋把持僅僅是機(jī)械式的包鑲把持，即僅是機(jī)械式把持。這種把持方式在加工動態(tài)載荷和熱載荷的沖擊下，把持強(qiáng)度將極易迅速減弱,導(dǎo)致磨粒發(fā)生松動和脫落。
為了改善電鍍法的機(jī)械式把持弱點(diǎn)，進(jìn)一步充分發(fā)揮單層金剛石砂輪的優(yōu)勢,采用高溫釬焊工藝制備單層釬焊金剛石砂輪技術(shù)已被提出。高溫釬
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石滾輪修整效率高、精度高，但滾輪型面復(fù)雜，難于制造，適于在大批量生產(chǎn)中修整磨削特殊成形表面（如螺紋、齒輪和渦輪葉片榫齒等）的砂輪；電火花修整法修整精度高，但修整速度較慢，適合于各種金屬結(jié)合劑砂輪，若在結(jié)合劑中加入石墨粉，使之具有一定的導(dǎo)電性，也可用于樹脂、陶瓷結(jié)合劑砂輪；電解修整法速度快但難以成形，且由于陰極工具和砂輪之間的電場、流場、電極反應(yīng)動力過程的影響，加工間隙不是處處相等，從而使被修整的表面粗糙度不理想，如電解電壓越大，導(dǎo)致電解砂輪表面變得越粗糙，脈沖電壓比直流電壓的修整效率高，但砂輪修整表面不平度大；ELID法需配備專用的電源、電極和電解液，裝置較貴且有一定的特殊要求，是專門應(yīng)用于金屬結(jié)合劑超硬磨料砂輪的修整方法。
從上面可以看出，傳統(tǒng)金剛石砂輪整形工作的核心是去除結(jié)合劑，修銳主要是進(jìn)行容屑空間擴(kuò)容和金剛石磨粒微刃。借于釬焊技術(shù)的特點(diǎn)，釬焊金剛石砂輪的修整過程不存在結(jié)合劑去除和容屑空間擴(kuò)大，其修整包括：整形——去除高度過大的金剛石，修銳——對金剛石進(jìn)行微刃處理。
關(guān)于釬焊金剛石砂輪的修整，國內(nèi)外也開展了一些工作。A.Ghosh等采用磨塊接觸微修整(touch-dressing)單層釬焊cBN砂輪,磨削淬硬鋼工件獲得Ra1.0μm左右；德國不來梅大學(xué)的BRINK SMEER等曾提出應(yīng)用杯形金剛石砂輪對大磨粒電鍍金剛石砂輪進(jìn)行修整,并達(dá)到小于2μm的砂輪回轉(zhuǎn)誤差[13]，另外，近來該校C.Heinzel,K.Rickens等研究人員利用滾輪修整法，利用釬焊后的金剛石砂輪對光學(xué)玻璃BK7進(jìn)行了磨削實(shí)驗(yàn)，使BK7的表面粗糙度為0.885μm和1.029μm最終均降至0.02μm.南京航空航天大學(xué)的研究人員采用機(jī)械化學(xué)復(fù)合法對80/100單層釬焊金剛石砂輪進(jìn)行了修整試驗(yàn)研究，通過磨削K9玻璃實(shí)驗(yàn)來對修整前后的效果進(jìn)行對比，研究結(jié)果表明:機(jī)械化學(xué)復(fù)合法對單層釬焊金剛石砂輪的修整是有效的，但效率較低。磨粒的磨損以化學(xué)腐蝕為主,砂輪修整后磨粒等高性較好,磨削K9玻璃工件表面粗糙度由Ra3.9μm降低至Ra0.822μm,Rz22.53μm降低至Rz8.8μm。





三、本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：

1、了解釬焊金剛石工藝特點(diǎn)及應(yīng)用。
2、制備各種淺表層弱化金剛石試樣。
3、搭建評價試驗(yàn)平臺，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評價。
4、進(jìn)行數(shù)據(jù)總結(jié)和分析，撰寫畢業(yè)設(shè)計論文。





四、擬解決的關(guān)鍵問題：

結(jié)塊設(shè)計及加工 釬焊金剛石及修整實(shí)驗(yàn)分析


五、研究思路、方法和步驟：

研究方法：通過降低金剛石磨粒過度突出部分的硬度、強(qiáng)度，使這些磨粒與工件接觸時，由接觸瞬間產(chǎn)生的力就能讓過度突出的部分磨粒破碎或者脫落，達(dá)到與其它磨粒高度一致性的目的，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的磨削。在制備這種砂輪之前，先對其工藝進(jìn)行探索，其主旨是利用化學(xué)方法來處理金剛石磨粒表層，使其硬度降低，再對弱化后磨粒的性能進(jìn)行評價來表征磨粒的破碎機(jī)理，進(jìn)而得出整個砂輪的弱化修整工藝。
技術(shù)路線：（1）將釬焊砂輪上的金剛石磨粒進(jìn)行靜壓、沖擊和剪切實(shí)驗(yàn)，另外，采用掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜儀(EDS)及*射線衍射結(jié)構(gòu)分析在真空加熱條件下,釬料與金剛石頂部之間的界面反應(yīng),探討了釬料與金剛石頂部界面處生成物的形成機(jī)理，研究釬料與金剛石頂部包裹部分的破碎特性。（2）實(shí)現(xiàn)釬焊金剛石砂輪的修整工藝，采用滾輪修整法先對釬焊后的砂輪的某個節(jié)塊進(jìn)行修整，從而實(shí)現(xiàn)整個砂輪的修整；（3）對釬焊金剛石砂輪的加工性能進(jìn)行探討，通過磨削實(shí)驗(yàn)，從砂輪的磨損性能以及加工質(zhì)量的角度來驗(yàn)證和評價。




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