一、工程陶瓷等离子切割基础研究（论文文献综述）
王亚帅[1]（2021）在《基于电镀金刚石线锯的硬脆材料成形加工试验研究》文中研究表明硬脆材料具有高硬度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损以及自身重量轻和良好的自润滑性等优良性能,在机械电子、航空航天、装甲车等国防领域具有非常重要的应用。由于硬脆材料高脆性高硬度的特点,使得常规的机械加工方法很难加工硬脆材料。电镀金刚石线锯切割是当前硬脆材料加工领域中应用非常广泛的一种特种加工技术。这种加工方法具有加工精度高、切割表面质量好、切缝小、节约贵重材料、环保无污染、加工过程噪音小、切割圆度好等优点。为研究金刚石线锯成形切割硬脆材料圆形零件的可行性,以及切割圆弧面过程中工艺参数对圆形零件的圆度、表面粗糙度、表面形貌、切割效率、线锯丝所产生线弓的影响规律。将中走丝电火花线切割机床改装成单线往复式金刚石线锯切割机床,搭建了切割硬脆材料的试验装置,设计了数控运动轴C轴,进行金刚石线切割硬脆材料圆形零件试验探究。圆度的好坏主要通过圆弧面的径向跳动来衡量,采用激光位移传感器在线精密测量圆弧面的径向跳动。采用单因素试验法,以零件的径向跳动为圆度的衡量指标,用激光位移传感器采集圆弧件的径向跳动,用马尔粗糙度仪测量圆弧面的表面粗糙度、用SEM扫描电子显微镜对样件的表面形貌进行扫描观测并拍摄照片、通过计算线弓角度以及用单位时间内材料的去除面积来表示切割效率。研究了金刚石线锯的锯丝线速度、C轴转速、锯丝张紧力、锯丝切入点位置对零件圆弧面的圆度、表面粗糙度、表面形貌、切割效率、以及切割过程中线弓角度的变化规律;证明了金刚石线锯成形加工硬脆材料的可行性。采用正交实验法,设计了三因素四水平的正交试验,以圆弧面的径向跳动为衡量圆度的指标,研究了线速度、C轴转速,张紧力对圆弧面多指标的影响规律,得出了提高切割刚玉圆弧面圆度、降低圆弧面表面粗糙度、提高切割效率以及减小金刚石线锯切割刚玉圆弧面过程中所产生的线弓的最佳切割工艺参数组合。设计了补偿线弓偏移距离以及多次切割的优化圆度试验,通过正向补偿线弓偏移距离试验研究,得出了补偿线弓偏移距离可以优化圆度,提高了圆弧件的形状精度和尺寸精度的结论;通过多次切割陶瓷玻璃整圆试验研究,得出了多次切割整圆可以优化圆形件的圆度,提高了圆弧件的形状精度和尺寸精度的结论。
饶小双[2]（2020）在《RB-SiC陶瓷电火花机械复合磨削技术研究》文中进行了进一步梳理反应烧结碳化硅（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。
闫志刚[3]（2020）在《旋转超声展成机械/电解加工机理分析与试验研究》文中研究说明由于科学技术的飞速发展进步,提高各种难加工材料的加工精度与效率已成为国内外制造业的难点与热点问题。特种加工技术因具有切削力小（或无）、工具（电极）损耗低（或无）等独特技术优势,广泛应用于各种难加工材料（硬脆材料、高温合金等）的加工。超声复合机械（磨削、铣削等）利用超声振动效应,可有效减小切削力、切削热,提高加工效率及精度。本文研究旋转超声展成机械/电解加工机理,将超声效应与机械、电解作用有机复合,实现难加工材料高精高效加工。主要研究内容为:（1）以硬脆性材料加工去除机理、法拉第电解定律为理论依据,根据旋转超声、机械及电解相互作用关系,建立旋转超声展成机械及展成电解加工材料去除效率模型;由模型分析可知:超声振幅、主轴转速、电解电压、磨料硬度/粒度等参数增大,可增加材料去除力,提高加工效率;而采用高频脉冲电源、减少电压幅值、降低电解液质量分数（减小电导率）、减小磨料粒度可有效提高加工精度。（2）设计、构建二维旋转超声展成电解加工系统。设计机床主体并定制旋转NSK高速主轴马达、超声振动装置、超声波发生器、高频脉冲电源,完善电源引入、工件定位、电解绝缘单元,构建旋转超声电解装置;采用PC机控制界面,以PLC、驱动器、伺服电机及步进电机构建多轴联动进给装置;采用径向超声振动装置与旋转轴向超声振动装置组合构建二维超声振动系统,从而可实现二维旋转超声展成机械/电解加工。（3）进行旋转超声振动系统的优化设计。对压电换能器和阶梯型变幅杆特性进行理论分析与尺寸计算。利用ANSYS压电分析模块进行模态与谐响应分析,当谐振频率为19.8kHz时,阶梯型变幅杆超声输出振幅25.5μm。固有频率降低,振幅下降。利用ANSYS优化设计,振动系统输出振幅可达23μm,使用激光微位移传感器测得其谐振振幅为20μm,验证分析设计可行性,且系统可满足加工要求。（4）进行拷贝式、旋转展成超声加工基础试验并探究了旋转超声加工参数对加工精度及效率的影响,试验结果表明:在一定范围内,随着超声振幅增大、主轴转速提高、电解电压幅值增大,可有效提高加工效率,但工具电极转速过高易造成发热烧损,电压幅值增大电解杂散腐蚀会影响加工精度;在此基础上,进行平面与沟槽旋转超声展成机械/电解加工试验,得到良好加工精度与效率。最后选用优化参数,对陶瓷颗粒增强金属基复合材料进行旋转超声展成平面加工、二维旋转超声电解展成沟槽切割加工试验,加工出较光整平面及沟槽,验证了二维超声展成电解技术优势。
宋盼盼[4]（2020）在《氮化硅陶瓷激光辅助切削加工关键基础研究》文中进行了进一步梳理工程陶瓷的高强度、高硬度、低材料比重、高化学稳定性、优异的生物兼容性以及热膨胀系数低的优点使其在机械、化工、能源、航空航天、冶金、环保节能等领域有着广泛应用,同时也对其加工方法提出了更高的要求。激光辅助切削加工是在常规车削加工的基础上,将激光作为热源,利用高能量激光束对陶瓷局部区域进行加热,使其达到软化温度并具备一定尺寸的软化层,然后再用刀具将材料去除的技术,可将常规切削条件下的脆性加工变为塑性去除,改善刀具的磨损,提高加工表面质量和加工效率。本文选用热压烧结氮化硅陶瓷对其进行激光辅助切削加工。主要研究内容如下:结合热传导理论建立了氮化硅陶瓷的激光辅助切削加工温度场数学模型,利用ANSYS有限元仿真软件模拟了工件表面以及光斑中心处径向的温度在不同激光功率、切削速度、激光光斑直径下的分布。发现工件表面的等温线呈椭圆形分布,越靠近光斑中心处等温线越密集,而径向的软化层厚度小,温度梯度大。搭建了氮化硅陶瓷激光辅助切削加工试验平台,通过激光加热外光路系统支撑装置将激光加热系统和切削系统连接起来,实现两者的协同运动。将建模仿真与试验研究相结合,通过表面粗糙度和材料去除率的变化趋势对激光功率的仿真结果进行了验证,并将仿真得到的在不同激光功率和切削速度下的软化层深度作为背吃刀量的选择依据,初步确定了各工艺参数的范围。根据初选的加工参数设计四因素四水平正交试验表,利用极差和方差分析探究了激光功率、切削速度、进给速度、背吃刀量对表面粗糙度、材料去除率、刀具磨损以及表面微观形貌的影响。得到对表面粗糙度影响的主次关系为:激光功率、切削速度、背吃刀量、进给速度;材料去除率受四因素的影响顺序为:背吃刀量、切削速度、进给速度、激光功率;对刀具磨损的影响程度为:激光功率、背吃刀量、进给速度、切削速度。分析了脆性、塑性、热损伤加工状态对应的切屑形态和加工表面微观形貌。由于正交试验优化工艺参数存在局限性,因此通过神经网络遗传算法对工艺参数进行优化,利用BP神经网络模型建立加工参数与表面粗糙度之间的对应关系,然后通过遗传算法对神经网络模型预测的试验结果进行全局寻优,优化工艺参数和激光参数提高加工表面质量。结果表明,神经网络遗传算法的理论优化结果较正交试验的最优值降低了2.63%。
刘亚运[5]（2020）在《微织构刀具干切削陶瓷生坯的关键技术及机理研究》文中提出针对陶瓷生坯加工过程中存在着刀具磨损严重和加工表面质量差等问题,本文通过对陶瓷生坯的材料去除、切削力分析、离散元建模仿真等的研究,揭示了陶瓷生坯的材料去除机理,开发全新的面向陶瓷生坯切削加工的后刀面织构化刀具,系统研究了后刀面织构化刀具干切削陶瓷生坯的切削性能。为解决干切削陶瓷生坯时刀具后刀面磨损严重和加工表面质量差等问题提供新的思路及重要的理论基础。分析了等静压技术在制备陶瓷生坯过程中成型工艺对生坯致密化的影响和致密成型过程中遵循的屈服强度准则;通过对陶瓷生坯微观结构研究和物理力学性能的测试,得到了等静压成型技术制备的Al2O3陶瓷生坯相关物理力学性能,揭示了陶瓷生坯颗粒间的受力特征,制备出了能够完全满足机械加工要求的Al2O3陶瓷生坯。考虑弹性变形和后刀面刀-工摩擦,建立了干切削Al2O3陶瓷生坯的力学模型,确定了由切屑成形所需切削刀后刀面-工件之间摩擦力两部分构成的切向力峰值模型,得到了摩擦力占比Ff/Fx%和切屑成形所需切削力占比Fc/Fx%:随着切削深度增加,摩擦力占比Ff/Fx%减小,刀具后刀面所受摩擦力占比始终>50%。提出了采用边缘位压试验预测切削峰值力新思路,建立了边缘位压峰值力模型。通过Al2O3陶瓷生坯切削试验进行模型验证,结果表明模型能够较准确地预测切削陶瓷生坯时的切屑成形、切向值力、后刀面摩擦力。基于划痕试验,研究了陶瓷生坯加工过程中材料去除机理,表明在较小切削深度时或较大切削速度时,材料去除是以耕犁形式为主;在较大切削深度时或较小切削速度时,材料去除是以塑性切削形式为主,并伴随着部分脆性断裂。在切削深度增大或切削速度减小过程中,材料去除存在着塑性和脆性形式之间的转换。利用离散元PFC2D软件建立了Al2O3陶瓷生坯BPM干切削模型,研究了不同切削用量和刀具几何参数下切屑形成机理和切削力特征。切屑成形基本上是通过裂纹沿着圆弧扩展,最终形成切屑,切削用量和刀具几何参数对切屑形态有明显的影响:适当降低切削深度、增加切削速度和减小刀具后角能够有效改善加工表面质量,减少表面残余裂纹;当刀具前角为负时,容易出现边缘剥落的现象,加工表面残余裂纹相比于正前角显着增多。通过陶瓷生坯BPM直角切削离散元模型,验证了干切削Al2O3陶瓷生坯力学模型的准确性。提出了将后刀面织构化刀具应用于陶瓷生坯的切削加工的新思路,研究了后刀面织构化刀具干切削陶瓷生坯切削性能刀具磨破损机制与减磨作用机理和加工表面质量。表明:相比于传刀具（WT-0）,刀面织构平行于主切削刃刀具（AT-1）刀具后刀面磨损最小,不同织构尺寸均能提高刀具后刀面耐磨性;得到最优织构参数:织构宽度为75μm,织构间距为100μm,织构距主切削刃距离为75μm;后刀面织构化刀具均可以不同程度上改善加工表面质量,织构形状对其影响较小,织构尺寸对其影响较为明显。后刀面织构化刀具提高后刀面刀具耐磨性和工件加工表面质量机理主要为:（1）后面织构“衍生切削”作用,即织构下边沿对工件表面硬质相和材料回弹凸起得微切削作用,可减少其对刀具后刀面未磨损区域的磨损,达到提高刀具后刀面耐磨性的作用;（2）后刀面织构沟槽同时可以起到对磨屑收集、容纳和储存的作用,能够一定程度上减少磨屑犁沟作用对刀具后刀面的磨损,进一步降低刀具后刀面磨损;（3）“衍生切削”对工件表面材料的再加工作用,也能够使工件加工表面更加平整,“衍生切削”过程中产生切屑粉末被挤压或附着在工件表面,进一步提高表面平整性和加工质量。
郭露露[6]（2019）在《电解机械铣削Al2O3陶瓷材料技术研究》文中指出工程陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、高承载力等特点,广泛应用于机械、能源、化工、石油、汽车、航空等领域。但是工程陶瓷在加工过程中容易产生陶瓷的相变、残余应变、崩边、裂纹等问题,市场需要高精度、高质量的工程陶瓷加工方法。本文主要研究陶瓷的微铣削加工,结合机械微加工和电解微加工进行铣削工艺参数研究。本文研究的主要内容包括:（1）构建了电解机械复合铣削陶瓷试验平台。在试验平台上研究电解机械复合铣削陶瓷试验。（2）研究了工具电极加工深度、工具电极转速、工具电极直径对加工间隙的流场和冲蚀的影响;铣削速度对加工间隙流场的影响。研究结果表明加工间隙颗粒流场影响最大的是工具电极直径,其次是工具电极的转速,最后是加工深度。加工深度对间隙颗粒流场影响较小。当工具电极转速在[15000rpm,20000rpm]之间时,工具电极周围有效颗粒最多,颗粒冲蚀最大。（3）分别进行四组对比试验,分析了电解机械复合铣削陶瓷的四组加工参数（工具电极进给速度、工具电极旋转速度、脉冲电压、NaOH电解液浓度）对加工粗糙度和槽宽的影响。最终确定最优的参数为:占空比100%、电源电压频率为20kHz、脉冲电压150V、工具电极转速为9000rpm、工具电极铣削速度1μm/s、电解液浓度为0.03mol/L（NaOH）。电解机械复合加工可以加工出:0.7mm×1.4mm×0.3mm槽。图[182]表[14]参[67]
郭露露,刘付生[7]（2019）在《工程陶瓷电加工技术及发展》文中认为工程陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、高承载力等特点,在加工过程中易产生陶瓷的相变、残余应变、崩边、裂纹等问题,而市场需要价格便宜、加工效率高、高精度、高质量、工艺简单的工程陶瓷加工方式。对工程陶瓷的电加工方法进行了综述,结合国内外发展状况,认为工程陶瓷复合精密微型化技术将成为今后工程陶瓷研究的主要方向,对电加工工程陶瓷有一定的参考意义。
刘洪政[8]（2019）在《Ni-Al2O3功能梯度材料自诱导电火花加工及其控制技术研究》文中研究说明金属-陶瓷功能梯度材料巧妙地将金属材料导电、导热特性与陶瓷材料绝缘、绝热特性结合在一起,在航天航空、核能、生物等领域得到广泛应用。然而,金属-陶瓷功能梯度材料硬度高、成分梯度变化,采用常规接触式加工方法加工时,刀具磨损严重,成本高。电火花加工作为一种非接触加工方法,在加工金属-陶瓷功能梯度材料时表现出巨大的优势和潜能。金属-陶瓷功能梯度材料在电火花加工过程中,成分和导电性不断变化,具有特殊的加工性能。基于单一成分加工建立起来的加工规律和控制系统已不完全适用于金属-陶瓷功能梯度材料的电火花加工,限制了该材料加工速度的提升。为此,本文以Ni-Al2O3功能梯度材料为研究对象,对该材料的电火花加工方法、加工特性和放电特性进行探索,并在此基础上对加工过程控制技术进行研究。针对金属-陶瓷功能梯度材料的结构特点,提出了自诱导电火花加工方法。该方法将金属-陶瓷功能梯度材料本身的导电成分作为陶瓷成分的诱导源,诱导陶瓷层火花放电,实现金属-陶瓷功能梯度材料的自诱导电火花加工。在此基础上,对Ni-Al2O3功能梯度材料的自诱导电火花加工特性进行研究,分析加工表面形貌,蚀除产物及表面元素,得出该材料的三种去除方式;通过单因素实验,分析电参数对不同梯度成分加工速度和表面质量的影响,得出Ni-Al2O3功能梯度材料电火花加工的基本工艺规律。针对Ni-Al2O3功能梯度材料自诱导电火花加工过程中材料导电性不断变化的特点,进行了Ni-Al2O3功能梯度材料电火花加工放电特性研究。基于电压波形和电流波形的不同,将放电波形分为正常放电波形,拉弧放电波形,不完全放电波形和长脉冲放电波形,其中不完全放电波形和长脉冲放电波形为特有的放电波形。建立了金属-陶瓷功能梯度材料放电模型,通过理论、仿真和实验相结合的方法研究了材料电阻大小对不完全放电和长脉冲放电电压、电流和能量的影响;研究加工参数对不完全放电和长脉冲放电的影响,探索了梯度层和陶瓷层中不完全放电和长脉冲放电的可控条件。通过以上研究,为后续加工状态检测研制和控制策略的制定提供指导。为实现金属-陶瓷功能材料自诱导电火花加工过程中四种放电状态和不同层实时检测,进行了加工状态检测技术研究。针对四种放电波形的电压特点,提出了基于三电压阈值的放电状态检测方法;针对不同层四种放电波形分布特点,提出了基于不完全放电和长脉冲放电百分比在不同层界面突变的不同层识别方法。从硬件设计和软件设计两个方面,进行了金属-陶瓷功能梯度材料自诱导电火花加工专用的加工状态检测模块的开发,为电源控制策略和抬刀控制策略制定提供了实时准确的信息。针对Ni-Al2O3功能梯度材料电火花加工不同梯度成分的放电特点和加工问题,研制了脉冲电源模块和抬刀控制模块,并提出了脉冲电源控制策略和抬刀控制策略。在脉冲电源控制方面,针对梯度层不完全放电的特点,提出了高电压脉冲控制策略,大幅度提高放电能量;针对陶瓷层长脉冲放电特点,提出了脉间扩展控制策略,提高加工的稳定性和加工速度。在抬刀控制策略方面,提出了基于异常放电率（拉弧放电、不完全放电和长脉冲放电）的抬刀控制策略,该控制策略根据加工状态信息实时改变抬刀周期,适应不同加工状态的排屑需求,为小孔高效加工提供了保障。为验证所开发控制系统的金属-陶瓷功能材料电火花加工性能,对研制的加工状态检测模块、脉冲电源模块和抬刀控制模块进行集成,并进行了一系列小孔加工对比实验研究。实验结果表明,通过选择合适电压比较阈值、统计放电次数和放电率阈值,加工状态检测模块可以实现四种放电状态和不同层的实时识别;通过高压控制策略和脉间扩展策略,电源控制模块能够在改善加工质量的同时大幅度提高加工效率;通过实时抬刀周期控制,抬刀控制模块能够加快蚀除产物从放电间隙排出,尤其是氧化铝颗粒,显着提高小孔加工效率。
章斌[9]（2019）在《基于光纤激光的氧化铝陶瓷材料微孔加工工艺研究》文中认为氧化铝陶瓷材料属于超硬材料,一般的刀具加工容易使材料破损并且对加工设备也有很大的损害。随着科技的发展,电子工业领域对陶瓷基片的微孔工艺要求和精度需求已经发生翻天覆地的变化,特别是针对氧化铝陶瓷基材料的微孔加工需求,微孔加工在要求超高加工精度的同时还要保证加工效率。激光加工作为一种特种加工技术,已经在氧化铝陶瓷基材料加工方面得到了广泛的应用,特别是高功率光纤激光的微孔加工技术,该技术的应用大大提高了陶瓷基材料的划线和打孔需求。本文通过对96氧化铝陶瓷基材料的基础划线研究,探讨了不同参数下光纤激光对96氧化铝陶瓷材料的打孔工艺的影响,为96氧化铝陶瓷基片的工业化应用提供了理论依据。首先,本文研究了激光打孔的基本原理和激光与材料之间的相互作用,确定了激光旋切的打孔方式,并对光纤激光切割设备的设计、安装和调试做了相关的介绍。其次,研究了光纤激光对96氧化铝陶瓷基材料的划线和打孔工艺。最后,本文对光纤激光打孔参数做正交实验优化。本文主要取得的工作成果如下:（1）针对陶瓷基材料激光加工的独特性,设计一套双工位陶瓷基片夹具装置,并且进一步优化该装置,解决了陶瓷基片夹持的不稳定性,降低了加工粉层对激光切割头的污染。理论与实践结合确定激光光斑大小。（2）在光纤激光的QCW模式（脉冲模式）和CW模式（连续模式）下,研究了激光参数对96氧化铝陶瓷基片的影响。针对两种脉冲模式,本文优化出陶瓷基材料不同厚度下的（0.4mm、0.6mm、0.8mm、1mm）1?2划线深度和1?3划线深度的最优参数;实验结果表明:CW模式下需要涂抹吸收溶剂并在氮气辅助下能够解决划线断点、断线问题,QCW模式下不需任何预处理也能够解决断点、断线问题。实验能够实现CW模式下的200mm/s划线速度,QCW模式下达到150mm/s的划线速度。另外,当输出平均功率一定时,划线质量随着占空比的增大而降低;激光划线深度与激光功率近似于正比例的关系。（3）采用准连续激光器的QCW模式做了激光打孔工艺实验。依据单一变量控制法,分别研究重复频率、扫描速度、占空比、离焦量、气压对于微孔出口和入口孔径的影响,以及孔口质量的影响。（4）研究表明:在0.6mm厚的陶瓷基材料上实现微孔锥度最小为1.14°,打孔参数为:重复频率200Hz,占空比为20%,离焦量为0,气压为0.3MP,扫描速度为240mm/min、功率比为15%;对于锥度的影响程度依次为离焦量、气压、重复频率、占空比、激光功率比、扫描速度。影响程度最高的为离焦量,最低的为扫描速度。
刘思幸[10]（2016）在《高强度钢高效切割新型钎焊锯片基础研究》文中提出随着国家城镇化建设的发展,如何有效解决工程建设及救援领域中高强度钢及混有钢和石材的混凝土复合材料的高效、安全和便捷切割成为主要问题之一。应用实践表明,采用传统的电镀和多层烧结金刚石锯片、硬质合金锯片及树脂砂轮片,在重负荷高速加工过程中因结合剂对磨料和刀头的把持强度弱,存在脱落和断裂等现象,严重影响锯片的加工效率、安全性和使用寿命。围绕高效安全的加工要求,论文提出利用高温真空钎焊工艺的优势,开展高强度钢高效切割新型钎焊锯片的基础研究。本文完成的研究工作主要包括:（1）根据高强度钢高效切割的加工要求,设计制造了新型磨料钎焊锯片,将其用于高强度钢等黑色金属的加工领域。确定锯片的结构形式和基体制造工艺,为确保获得对磨料高的把持强度,选用Ni-Cr和Cu-Sn-Ti合金作为活性钎料,优化了钎焊工艺,分析表明两种钎料都能满足钎焊要求。（2）分别开展了Ni-Cr合金钎焊金刚石和Cu-Sn-Ti合金钎焊复合磨料（金刚石、CBN、刚玉和碳化硅）界面特性研究,利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析钎焊磨料结合界面微观结构和新生化合物的形貌、物相等特征。结果表明,Ni-Cr钎料和金刚石在界面处发生了化学冶金结合,在活性元素Cr的作用下生成柱状形貌的C-Cr相化合物;Cu-Sn-Ti钎料对四种磨料表现出良好的浸润性,在界面处形成牢固的化学冶金结合,实现了一种钎料合金同时钎焊多种磨料的牢固连接。（3）分别对Ni-Cr合金钎焊金刚石锯片和Cu-Sn-Ti合金钎焊多种磨料锯片进行高强度钢切割性能试验研究,并和传统树脂砂轮片、多层烧结金刚石锯片进行对比,验证了混合磨料钎焊工艺的有效性和锯片的优越性。结果表明:与树脂砂轮片比较,两种钎焊锯片的锋利度提高35倍以上,寿命提高5倍以上;与多层烧结锯片相比,两种钎焊锯片的锋利度提高34倍;钎焊锯片的加工性能、切割稳定性和安全性能优于树脂砂轮片及多层烧结锯片;磨料有序排布的钎焊金刚石锯片在切割过程中,表现出容屑空间和磨料切削力分布均匀,协调了切削效率、切削热和磨料磨损之间的同步关系。因此研制的多种磨料钎焊锯片实现了高效、快捷和安全切割高强度钢的加工要求。（4）从圆锯片的结构振动和噪声辐射特性理论分析了噪声产生的原因,利用有限元软件对有效控制振动与噪音的措施进行研究,制作阻尼降噪消音锯片并进行试验研究,结果表明仿真结果的变化趋势与试验测试一致。
二、工程陶瓷等离子切割基础研究（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、工程陶瓷等离子切割基础研究（论文提纲范文）
（1）基于电镀金刚石线锯的硬脆材料成形加工试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 硬脆材料成形加工的研究现状 |
| 1.2.2 金刚石线锯加工硬脆材料的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 金刚石线锯成形加工硬脆材料试验平台开发 |
| 2.1 电镀金刚石线锯切割机床平台 |
| 2.1.1 机床结构系统介绍 |
| 2.1.2 机床运丝系统 |
| 2.1.3 机床冲液系统 |
| 2.2 成形加工数控轴C轴的研发 |
| 2.2.1 数控C轴驱动机械系统简介 |
| 2.2.2 数控C轴驱动控制系统简介 |
| 2.3 硬脆材料圆弧面圆度在线采集系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 金刚石线锯成形加工硬脆材料圆弧件单因素试验研究 |
| 3.1 试验条件及试验方案设计 |
| 3.1.1 金刚石线锯成形加工硬脆材料圆弧件方法的可行性 |
| 3.1.2 硬脆材料试样的选择 |
| 3.1.3 试验方案设计 |
| 3.2 各工艺参数对硬脆材料圆弧件圆度的影响 |
| 3.2.1 锯丝速度对圆弧件圆度的影响 |
| 3.2.2 进给速度对圆弧件圆度的影响 |
| 3.2.3 丝张紧力对圆弧件圆度的影响 |
| 3.3 各工艺参数对硬脆材料圆弧件线弓角度的影响 |
| 3.3.1 锯丝速度对圆弧件线弓角度的影响 |
| 3.3.2 进给速度对圆弧件线弓角度的影响 |
| 3.3.3 丝张紧力对圆弧件线弓角度的影响 |
| 3.4 各工艺参数对硬脆材料圆弧件表面粗糙度的影响 |
| 3.4.1 锯丝速度对圆弧件粗糙度的影响 |
| 3.4.2 进给速度对圆弧件粗糙度的影响 |
| 3.4.3 丝张紧力对圆弧件粗糙度的影响 |
| 3.5 各工艺参数对硬脆材料圆弧件表面形貌的影响 |
| 3.5.1 锯丝速度对圆弧件表面形貌的影响 |
| 3.5.2 进给速度对圆弧件表面形貌的影响 |
| 3.5.3 丝张紧力对圆弧件表面形貌的影响 |
| 3.6 各工艺参数对硬脆材料圆弧件切割效率的影响 |
| 3.6.1 锯丝速度对圆弧件切割效率的影响 |
| 3.6.2 进给速度对圆弧件切割效率的影响 |
| 3.6.3 丝张紧力对圆弧件切割效率的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 金刚石线锯成形加工硬脆材料圆弧件正交试验研究 |
| 4.1 正交试验条件及试验方案 |
| 4.1.1 正交试验硬脆材料工件的选择及试验条件 |
| 4.1.2 正交试验方案设计 |
| 4.1.3 正交试验的试验过程 |
| 4.2 正交试验设计结果及极差分析 |
| 4.3 正交试验数据的方差分析结果 |
| 4.3.1 径向跳动的方差分析结果 |
| 4.3.2 线弓角度的方差分析结果 |
| 4.3.3 切割效率的方差分析结果 |
| 4.3.4 表面粗糙度的方差分析结果 |
| 4.4 正交试验结论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 金刚石线锯成形加工硬脆材料圆盘件优化圆度试验研究 |
| 5.1 优化圆度的工件选择及试验条件 |
| 5.1.1 硬脆材料工件的选择 |
| 5.1.2 优化圆度试验条件 |
| 5.2 优化圆度试验的方案设计与试验过程 |
| 5.2.1 切割刚玉圆弧件补偿线弓偏移优化圆度试验方案设计 |
| 5.2.2 不同厚度下切割刚玉圆弧件补偿线弓优化圆度试验方案设计 |
| 5.2.3 多次切割陶瓷玻璃整圆优化圆度试验方案设计 |
| 5.3 补偿线弓偏移优化圆度试验结果与分析 |
| 5.3.1 不同切入点刚玉圆弧件补偿线弓偏移优化圆度试验结果分析 |
| 5.3.2 不同厚度下切割刚玉圆弧补偿线弓偏移优化圆度试验结果分析 |
| 5.3.3 多次切割陶瓷玻璃整圆优化圆度试验结果与分析 |
| 5.4 金刚石线锯成形加工硬脆材料其它形状的试验探究 |
| 5.4.1 切割陶瓷玻璃环形件超薄片可行性试验探究 |
| 5.4.2 成形加工陶瓷玻璃环形件可行性试验探究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（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）旋转超声展成机械/电解加工机理分析与试验研究（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 研究现状 |
| 1.2.1 旋转超声加工 |
| 1.2.2 旋转超声辅助机械加工 |
| 1.2.3 电解加工 |
| 1.2.4 超声振动辅助电解加工 |
| 1.3 课题来源 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第二章 旋转超声展成电解加工机理及试验平台构建 |
| 2.1 旋转超声加工 |
| 2.2 电解加工 |
| 2.2.1 直流电解加工 |
| 2.2.2 脉冲电解加工 |
| 2.3 旋转超声展成电解加工 |
| 2.4 旋转超声展成电解加工材料去除机理研究 |
| 2.4.1 旋转超声加工材料去除模型 |
| 2.4.2 单一电解加工材料去除模型 |
| 2.4.3 旋转超声展成电解加工材料去除模型 |
| 2.5 构建旋转超声展成机械/电解加工试验系统 |
| 2.5.1 机械装置 |
| 2.5.2 二维旋转超声振动装置 |
| 2.5.3 电解电源装置 |
| 2.5.4 运动控制及检测装置 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 旋转超声振动系统ANSYS分析优化 |
| 3.1 超声换能器的原理与设计 |
| 3.1.1 压电换能器的工作原理 |
| 3.1.2 夹心式压电换能器的设计 |
| 3.1.3 夹心式压电换能器的参数计算 |
| 3.2 变幅杆的理论分析与设计 |
| 3.2.1 变幅杆的波动方程 |
| 3.2.2 变幅杆的设计 |
| 3.3 旋转超声加工振动系统的ANSYS分析 |
| 3.3.1 压电换能器ANSYS分析 |
| 3.3.2 阶梯型变幅杆ANSYS分析 |
| 3.3.3 阶梯型旋转超声加工振动系统的ANSYS分析 |
| 3.4 超声振动系统优化设计与分析 |
| 3.5 谐振振幅测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 旋转超声展成机械/电解加工试验与探究 |
| 4.1 旋转超声展成机械/电解加工试验方案设计 |
| 4.2 拷贝式、旋转超声及辅助电解加工试验 |
| 4.2.1 拷贝式超声加工试验 |
| 4.2.2 旋转超声加工试验 |
| 4.2.3 旋转超声辅助电解加工试验 |
| 4.3 旋转超声展成机械/电解加工试验 |
| 4.3.1 高速钢端面展成加工试验 |
| 4.3.2 高硅铝合金材料侧面展成加工试验 |
| 4.3.3 碳素工具钢(T10)材料加工槽试验 |
| 4.3.4 轴承钢(Cr15)及硼化工程陶瓷(400)材料切割加工试验 |
| 4.4 陶瓷颗粒增强金属基复合材料旋转超声展成机械/电解加工试验 |
| 4.4.1 复合材料一维旋转超声机械/电解平面展成加工试验 |
| 4.4.2 复合材料二维旋转超声机械/电解沟槽展成切割试验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果 |
| 致谢 |
（4）氮化硅陶瓷激光辅助切削加工关键基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 工程陶瓷材料的分类及应用 |
| 1.2 氮化硅陶瓷 |
| 1.3 工程陶瓷的加工方法 |
| 1.3.1 机械加工技术 |
| 1.3.2 电加工技术 |
| 1.3.3 超声加工技术 |
| 1.3.4 磨料水射流加工技术 |
| 1.3.5 激光加工技术 |
| 1.3.6 复合加工技术 |
| 1.4 激光辅助切削加工技术的发展 |
| 1.4.1 激光技术 |
| 1.4.2 激光器类型 |
| 1.4.3 激光辅助切削加工原理 |
| 1.4.4 激光辅助切削加工技术国外发展概况 |
| 1.4.5 激光辅助切削加工技术国内发展概况 |
| 1.4.6 激光辅助切削加工技术存在的问题 |
| 1.5 本文研究内容和目标 |
| 第二章 激光辅助切削加工温度场数值模拟及仿真 |
| 2.1 热传导模型概述 |
| 2.1.1 热传递的基本方式简介 |
| 2.1.2 传热微分方程 |
| 2.1.3 模型的边界条件 |
| 2.2 激光辅助切削加工温度场数学模型 |
| 2.2.1 数学模型的基本假设 |
| 2.2.2 数学模型的边界条件 |
| 2.2.3 传热模型控制方程 |
| 2.3 激光辅助切削加工温度场有限元模拟 |
| 2.4 参数设置及建模 |
| 2.4.1 氮化硅陶瓷的性能参数 |
| 2.4.2 建立几何模型及网格划分 |
| 2.5 温度场仿真结果分析 |
| 2.5.1 激光功率对温度分布的影响 |
| 2.5.2 激光光斑直径对温度分布的影响 |
| 2.5.3 切削速度对温度分布的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 激光辅助切削加工试验系统及参数选择 |
| 3.1 激光辅助切削加工试验装置 |
| 3.1.1 激光加热系统 |
| 3.1.2 CKD6136i数控车床 |
| 3.1.3 切削刀具 |
| 3.2 试验方案设计 |
| 3.3 激光辅助切削加工工艺参数选取 |
| 3.3.1 刀具刀尖与激光光斑中心距离与预热时间的选取 |
| 3.3.2 仿真结果验证及激光功率选取 |
| 3.3.3 光斑直径大小的确定 |
| 3.3.4 切削速度的选取 |
| 3.3.5 进给速度的试验与选取 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 激光辅助切削加工正交试验及结果分析 |
| 4.1 正交试验设计 |
| 4.2 极差、方差分析 |
| 4.3 试验结果分析 |
| 4.3.1 工艺参数对加工表面粗糙度的影响分析 |
| 4.3.2 工艺参数对材料去除率的影响分析 |
| 4.3.3 工艺参数对刀具磨损的影响分析 |
| 4.3.4 工艺参数对切屑状态的影响分析 |
| 4.3.5 工艺参数对表面形貌的影响分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于神经网络遗传算法的工艺参数优化 |
| 5.1 神经网络模型 |
| 5.1.1 神经网络模型建立 |
| 5.1.2 神经网络模型的训练和检验 |
| 5.2 基于遗传算法的工艺参数寻优 |
| 5.2.1 遗传算法寻优 |
| 5.2.2 试验验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间公开发表的论文 |
| 致谢 |
（5）微织构刀具干切削陶瓷生坯的关键技术及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 陶瓷生坯成型工艺 |
| 1.2.2 陶瓷生坯加工国内外现状 |
| 1.2.3 表面织构化刀具研究现状 |
| 1.3 存在问题、研究思路和主要研究内容 |
| 第2章 陶瓷生坯制备及其物理力学性能 |
| 2.1 陶瓷生坯等静压成型技术 |
| 2.2 陶瓷生坯材料选择及制备工艺 |
| 2.2.1 陶瓷生坯粉料选择 |
| 2.2.2 陶瓷生坯制备工艺 |
| 2.3 陶瓷生坯物理力学性能和微观结构 |
| 2.3.1 陶瓷生坯微观结构 |
| 2.3.2 陶瓷生坯物理力学性能表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 陶瓷生坯切削加工机理研究 |
| 3.1 陶瓷生坯切削力学模型 |
| 3.1.1 切削力学模型 |
| 3.1.2 后刀面摩擦力模型 |
| 3.1.3 基于边缘位压陶瓷生坯切削峰值力模型 |
| 3.2 陶瓷生坯切削力学模型及边缘位压切削峰值力模型的试验验证 |
| 3.2.1 直角自由切削及边缘位压试验 |
| 3.2.2 陶瓷生坯切削和边缘位压试验结果 |
| 3.3 陶瓷生坯切削加工材料去除机理 |
| 3.3.1 试验方法 |
| 3.3.2 表面形貌特征 |
| 3.3.3 划痕沟槽几何尺寸 |
| 3.3.4 材料去除率 |
| 3.3.5 划痕切向力 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 陶瓷生坯切削离散元仿真 |
| 4.1 离散元方法 |
| 4.1.1 PFC离散元基本假设 |
| 4.1.2 接触及基本定律 |
| 4.1.3 离散颗粒接触本构模型 |
| 4.2 陶瓷生坯离散元仿真建模 |
| 4.2.1 陶瓷生坯BMP模型建立 |
| 4.2.2 陶瓷生坯BPM模型校准 |
| 4.3 陶瓷生坯干切削离散元仿真结果 |
| 4.3.1 切屑成形特征 |
| 4.3.2 加工表面质量 |
| 4.3.3 切削力 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 微织构刀具干切削陶瓷生坯的切削性能研究 |
| 5.1 微织构刀具干切削陶瓷生坯思路的提出 |
| 5.1.1 传统刀具干切削陶瓷生坯存在问题 |
| 5.1.2 后刀面织构化刀具的的设计与制备 |
| 5.2 后刀面织构化刀具干切削陶瓷生坯时的切削性能 |
| 5.2.1 试验方法 |
| 5.2.2 后刀面微织构对刀具磨损的影响 |
| 5.2.3 后刀面微织构对加工表面质量的影响 |
| 5.3 后刀面微织构提高刀具耐磨性的机理分析 |
| 5.4 后刀面微织构提高加工表面质量的机理分析 |
| 5.5 本章小节 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 全文结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文与获得的荣誉奖励 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）电解机械铣削Al2O3陶瓷材料技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景 |
| 1.2 陶瓷材料的性质和应用 |
| 1.3 陶瓷加工的技术研究状况 |
| 1.3.1 工程陶瓷传统加工技术 |
| 1.3.2 工程陶瓷特种加工技术 |
| 1.4 课题研究的目的 |
| 1.5 本论文主要研究内容 |
| 2 电解机械复合铣削工程陶瓷机理研究 |
| 2.1 电解机械复合加工原理 |
| 2.2 电解机械复合铣削陶瓷原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 加工间隙流场分析 |
| 3.1 数学模型的建立 |
| 3.2 几何模型的建立 |
| 3.2.1 网格划分和边界条件 |
| 3.2.2 仿真参数 |
| 3.3 加工间隙流场仿真结果分析 |
| 3.3.1 不同工具电极转速对流场分布影响 |
| 3.3.2 不同加工深度对流场分布影响 |
| 3.3.3 不同工具直径对流场分布影响 |
| 3.4 加工间隙冲蚀仿真结果分析 |
| 3.4.1 不同工具电极转速对流场冲蚀的影响 |
| 3.4.2 不同加工深度对流场冲蚀的影响 |
| 3.4.3 不同工具电极直径对流场冲蚀的影响 |
| 3.5 工具电极铣削流场仿真 |
| 3.5.1 几何模型建立 |
| 3.5.2 边界设置 |
| 3.5.3 结果分析 |
| 3.6 工程陶瓷温度分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 电解机械复合铣削工程陶瓷试验 |
| 4.1 设备介绍 |
| 4.1.1 工具电极 |
| 4.1.2 软件操作界面 |
| 4.1.3 水槽实物 |
| 4.1.4 陶瓷片 |
| 4.1.5 检测设备 |
| 4.2 电解液的选择和配置 |
| 4.3 电解机械复合铣削陶瓷试验 |
| 4.3.1 试验操作与程序 |
| 4.4 参数对结果的影响 |
| 4.4.1 脉冲电压对结果影响 |
| 4.4.2 工具电旋转速度对结果影响 |
| 4.4.3 工具电极横向进给速度对结果影响 |
| 4.4.4 NaOH电解液浓度对结果影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 本文的主要结论 |
| 5.2 对未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 工具电极铣削UDF函数 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（7）工程陶瓷电加工技术及发展（论文提纲范文）
| 1 工程陶瓷电加工 |
| 1.1 电火花加工 |
| 1.2 辅助电极电火花加工 |
| 1.3 电化学放电加工 |
| 1.4 电极引弧微爆轰击加工 |
| 1.5 双电极同步伺服电火花机械复合磨削加工 |
| 1.6 放电诱导可控烧蚀高效磨削加工 |
| 1.7 等离子弧切割陶瓷技术 |
| 1.8 高能量电容单脉冲放电高效加工 |
| 2 发展方向 |
| 3 结束语 |
（8）Ni-Al2O3功能梯度材料自诱导电火花加工及其控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源、背景和目的意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题背景和目的意义 |
| 1.2 金属-陶瓷功能梯度材料研究现状 |
| 1.2.1 金属-陶瓷功能梯度材料制备 |
| 1.2.2 金属-陶瓷功能梯度材料应用 |
| 1.3 陶瓷及金属基复合材料电火花加工研究现状 |
| 1.3.1 金属基复合材料电火花加工 |
| 1.3.2 绝缘陶瓷材料电火花加工 |
| 1.3.3 多层材料电火花加工 |
| 1.4 电火花加工放电特性研究现状 |
| 1.4.1 电火花加工放电等效模型 |
| 1.4.2 电火花加工放电波形影响因素 |
| 1.5 电火花加工控制技术研究现状 |
| 1.5.1 电火花加工检测技术 |
| 1.5.2 电火花加工脉冲电源控制技术 |
| 1.5.3 电火花加工伺服控制技术 |
| 1.6 课题研究的主要内容 |
| 第2章 Ni-Al_2O_3功能梯度材料自诱导电火花加工基础研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 金属-陶瓷功能梯度材料自诱导电火花加工方法的提出 |
| 2.2.1 实验设备 |
| 2.2.2 实验材料 |
| 2.2.3 加工原理 |
| 2.3 Ni-Al_2O_3功能梯度材料自诱导电火花加工去除方式研究 |
| 2.3.1 梯度层去除方式研究 |
| 2.3.2 陶瓷层去除方式研究 |
| 2.4 电参数对不同梯度成分加工性能的影响 |
| 2.4.1 电参数对金属层加工特性的影响 |
| 2.4.2 电参数对梯度层加工特性的影响 |
| 2.4.3 电参数对陶瓷层加工特性的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Ni-Al_2O_3功能梯度材料自诱导电火花加工放电特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ni-Al_2O_3功能梯度材料自诱导电火花加工微观过程 |
| 3.3 Ni-Al_2O_3功能梯度材料电火花加工放电波形分类及原因分析 |
| 3.3.1 放电波形分类 |
| 3.3.2 特殊放电波形形成原因分析 |
| 3.4 金属-陶瓷功能梯度材料电火花加工放电波形仿真分析 |
| 3.4.1 放电波形等效模型及理论分析 |
| 3.4.2 放电波形的仿真分析 |
| 3.4.3 实验验证 |
| 3.5 Ni-Al_2O_3功能梯度材料电火花加工放电波形能量分析 |
| 3.6 加工参数对不同梯度材料电火花加工放电波形的影响 |
| 3.6.1 加工参数对梯度层电火花加工放电波形的影响 |
| 3.6.2 加工参数对陶瓷层电火花加工放电波形的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 Ni-Al_2O_3功能梯度材料自诱导电火花加工状态检测及控制策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Ni-Al_2O_3功能梯度材料自诱导电火花加工控制系统总体方案 |
| 4.3 Ni-Al_2O_3功能梯度材料自诱导电火花加工状态检测技术研究 |
| 4.3.1 加工状态检测原理 |
| 4.3.2 加工状态检测模块硬件设计 |
| 4.3.3 加工状态检测模块软件设计 |
| 4.4 Ni-Al_2O_3功能梯度材料自诱导电火花加工控制策略研究 |
| 4.4.1 脉冲电源控制策略研究 |
| 4.4.2 抬刀控制策略研究 |
| 4.5 Ni-Al_2O_3功能梯度材料自诱导电火花加工控制系统集成 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 Ni-Al_2O_3功能梯度材料自诱导电火花加工实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ni-Al_2O_3功能梯度材料电火花加工状态检测实验研究 |
| 5.2.1 放电状态检测实验研究 |
| 5.2.2 不同层实时识别实验研究 |
| 5.3 Ni-Al_2O_3功能梯度材料电火花加工控制策略实验研究 |
| 5.3.1 脉冲电源控制策略实验研究 |
| 5.3.2 抬刀控制策略实验研究 |
| 5.3.3 脉冲电源控制策略和抬刀控制策略综合实验研究 |
| 5.4 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 |
（9）基于光纤激光的氧化铝陶瓷材料微孔加工工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 激光打孔技术的应用 |
| 1.3 陶瓷基材料的激光打孔现状 |
| 1.4 氧化铝陶瓷材料激光打孔工艺面临的难题 |
| 1.5 课题来源和论文主要研究内容 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 论文主要研究内容 |
| 2 激光微孔加工机理研究 |
| 2.1 激光的光束特性 |
| 2.2 激光加工原理 |
| 2.2.1 激光吸收 |
| 2.2.2 材料的熔化与汽化 |
| 2.2.3 等离子体 |
| 2.3 激光打孔一般规律 |
| 2.3.1 激光打孔方法分类 |
| 2.3.2 激光打孔扫描装置分类 |
| 2.4 激光与陶瓷基材料作用机理 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 实验设备搭建以及实验方案设计 |
| 3.1 实验设备搭建与介绍 |
| 3.1.1 机械系统 |
| 3.1.2 控制系统 |
| 3.1.3 光路系统 |
| 3.1.4 辅助系统 |
| 3.2 光纤激光器 |
| 3.2.1 光纤激光器结构 |
| 3.2.2 激光器光斑确定 |
| 3.2.3 光纤激光器特点 |
| 3.3 双工位陶瓷基片夹具设计与改进 |
| 3.4 实验设计及辅助仪器 |
| 3.4.1 实验设计 |
| 3.4.2 辅助测量观察设备 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 光纤激光陶瓷基片划线基础研究 |
| 4.1 实验材料及材料处理 |
| 4.2 激光划片实验方法与机理 |
| 4.3 光纤激光对陶瓷基材料划片研究 |
| 4.3.1 不同模式下激光对陶瓷基片划线影响 |
| 4.3.2 最小划线宽度 |
| 4.3.3 平均功率对划线的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 光纤激光打孔工艺研究 |
| 5.1 实验材料 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 实验研究与分析 |
| 5.3.1 重复频率对于孔径的影响 |
| 5.3.2 扫描速度对于孔径的影响 |
| 5.3.3 占空比对于孔径的影响 |
| 5.3.4 离焦量对于孔径的影响 |
| 5.3.5 气体压力对于孔径的影响 |
| 5.4 正交实验优化设计 |
| 5.4.1 明确实验目的 |
| 5.4.2 确定试验因素、试验水平、列出因素水平表 |
| 5.4.3 设计合适的正交表 |
| 5.4.4 正交实验结果分析 |
| 5.4.5 正交实验最优参数验证 |
| 5.5 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的论文和取得的学术成果 |
（10）高强度钢高效切割新型钎焊锯片基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高强度钢切割技术研究现状及存在的问题 |
| 1.2 超硬磨料钎焊工具研究现状 |
| 1.2.1 钎焊超硬磨料工具的优势 |
| 1.2.2 钎焊金刚石锯片推广应用中存在的问题 |
| 1.3 进一步开发新型钎焊工具的研究构想 |
| 1.4 课题拟开展的主要研究工作 |
| 第二章 钎焊锯片制备基础分析 |
| 2.1 钎焊锯片结构设计 |
| 2.2 钎焊锯片构成及基体材质的选择 |
| 2.3 锯片基体的制造工艺 |
| 2.4 钎焊锯片用磨料的选择 |
| 2.5 钎料的性能研究 |
| 2.5.1 镍铬合金钎料性能 |
| 2.5.1.1 合金钎料对金刚石润湿性的评价标准 |
| 2.5.1.2 合金溶液对金刚石浸润特性分析 |
| 2.5.1.3 镍铬合金钎料成分及特性 |
| 2.5.2 铜锡钛合金钎料性能 |
| 2.5.2.1 铜锡钛合金钎料的成分及特性 |
| 2.5.2.2 铜锡钛合金钎料的微观形貌及冶金性能 |
| 2.6 锯片钎焊工艺参数的确定 |
| 2.6.1 钎焊气氛介质 |
| 2.6.2 钎焊加热方式 |
| 2.6.3 钎焊加热温度 |
| 2.6.4 钎焊保温时间 |
| 2.6.5 钎焊升降温速度 |
| 2.6.6 磨料钎焊过程中的难点 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 多种磨料钎焊工艺与界面分析 |
| 3.1 金刚石与镍铬合金钎料界面反应及微结构分析 |
| 3.1.1 试验条件与方法 |
| 3.1.2 金刚石磨料钎焊形貌 |
| 3.1.3 金刚石与镍铬合金钎料结合界面特性分析 |
| 3.1.4 金刚石与镍铬合金钎料界面产物形貌及组成分析 |
| 3.2 金刚石和CBN磨料与铜锡钛合金钎料界面反应及特性分析 |
| 3.2.1 试验材料与工艺方法 |
| 3.2.2 复合磨料钎焊形貌 |
| 3.2.3 铜锡钛钎料钎焊复合磨料结合界面特性分析 |
| 3.2.4 复合磨料钎焊结合界面生成物微观结构分析 |
| 3.2.5 复合磨料钎焊结合界面反应热力学分析 |
| 3.3 金刚石、立方氮化硼、刚玉和碳化硅磨料与铜锡钛合金钎料界面反应及结构分析 |
| 3.3.1 试验材料与复合磨料钎焊形貌 |
| 3.3.2 四种复合磨料钎焊界面微观结构及物相分析 |
| 3.4 镍铬（铜锡钛）钎料与钢基体界面反应分析 |
| 3.4.1 液态钎料与钢基体之间元素的相互扩散 |
| 3.4.2 液态钎料与钢基体界面间合金相 |
| 3.4.3 基体金属在液态钎料中的溶解 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 高强度钢高效切割新型钎焊锯片的研制与试验研究 |
| 4.1 新型钎焊锯片的研制 |
| 4.1.1 锯片制造工艺 |
| 4.1.2 锯片性能评价试验平台 |
| 4.2 钎焊锯片的加工试验研究 |
| 4.2.1 镍铬合金钎焊金刚石锯片 |
| 4.2.2 铜锡钛合金钎焊复合磨料锯片 |
| 4.3 磨料磨损分析 |
| 4.4 磨料排布对切割效率影响分析 |
| 4.4.1 磨料均匀排布的理论基础 |
| 4.4.2 磨料均匀排布锯片加工性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 钎焊锯片振动噪音理论分析与试验研究 |
| 5.1 锯片切割过程结构振动及噪声辐射特性分析 |
| 5.1.1 圆锯片结构振动特性分析 |
| 5.1.2 圆锯片噪声辐射特性分析 |
| 5.2 有效控制振动噪音的仿真研究 |
| 5.3 试验测试分析 |
| 5.3.1 试验准备 |
| 5.3.2 试验数据分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文主要结论和取得的主要成果 |
| 6.2 本文的主要创新点 |
| 6.3 关于进一步开展后续研究工作的设想 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、工程陶瓷等离子切割基础研究（论文参考文献）
- [1]基于电镀金刚石线锯的硬脆材料成形加工试验研究[D]. 王亚帅. 太原理工大学, 2021(01)
- [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]旋转超声展成机械/电解加工机理分析与试验研究[D]. 闫志刚. 扬州大学, 2020
- [4]氮化硅陶瓷激光辅助切削加工关键基础研究[D]. 宋盼盼. 山东理工大学, 2020(02)
- [5]微织构刀具干切削陶瓷生坯的关键技术及机理研究[D]. 刘亚运. 山东大学, 2020
- [6]电解机械铣削Al2O3陶瓷材料技术研究[D]. 郭露露. 安徽理工大学, 2019(01)
- [7]工程陶瓷电加工技术及发展[J]. 郭露露,刘付生. 电加工与模具, 2019(S1)
- [8]Ni-Al2O3功能梯度材料自诱导电火花加工及其控制技术研究[D]. 刘洪政. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [9]基于光纤激光的氧化铝陶瓷材料微孔加工工艺研究[D]. 章斌. 温州大学, 2019(01)
- [10]高强度钢高效切割新型钎焊锯片基础研究[D]. 刘思幸. 南京航空航天大学, 2016(12)