超聲振動(dòng)輔助磨削加工理論及多晶硅材料的磨削實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文以二維(2D)超聲振動(dòng)輔助磨削加工為研究對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)硬脆性材料的高效和延性域加工為研究目標(biāo)，開展2D超聲振動(dòng)輔助磨削加工硬脆性材料的材料去除機(jī)理研究，包括分析超聲振動(dòng)輔助磨削加工運(yùn)動(dòng)學(xué)，切削層材料的力學(xué)行為，并進(jìn)行多晶硅材料的超聲振動(dòng)輔助平面磨削實(shí)驗(yàn)。
　　 本文的主要結(jié)論是：
　　 1.2D超聲振動(dòng)的輔助可以幫助改變常規(guī)磨削加工中砂輪與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡，使砂輪磨粒的加工路徑拉長(zhǎng)，增加磨粒的切深，有利于提高單個(gè)

2、加工周期內(nèi)加工磨粒的材料去除量，提高加工表面的光潔度；
　　 2.2D超聲振動(dòng)輔助將極大地改變磨削加工中砂輪磨粒與工件材料之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和加速度，這將對(duì)切屑層材料的去除和變形產(chǎn)生沖擊作用，從而改變材料的去除機(jī)理；
　　 3.2D超聲振動(dòng)輔助磨削加工中，磨粒切刃前端的切屑層材料在超聲振動(dòng)輔助的作用下，應(yīng)變減小，而應(yīng)變率增大，使切屑層材料以小體積、大變形和高應(yīng)變率的形式去除，最終增加了切屑層材料的剪切流動(dòng)應(yīng)力：
　

3、　 4.2D超聲振動(dòng)輔助磨削加工，參予切削的磨粒切刃具有較大的負(fù)前角，有助于增加作用于切屑層材料剪切平面內(nèi)的法向應(yīng)力和剪切應(yīng)力比值，這將有效地抑制材料去除過程中材料應(yīng)力集度因子的增長(zhǎng)，減少材料發(fā)生脆性斷裂破壞的機(jī)率，從而提高加工表面的加工質(zhì)量；
　　 5.橢圓振動(dòng)輔助單晶硅材料的平面磨削加工實(shí)驗(yàn)表明，與常規(guī)磨削加工的結(jié)果相比，超聲振動(dòng)輔助磨削加工可以降低磨削加工過程中的磨削力，且法向力與切向力的比值增大，所得的表面粗糙也降低，