单颗磨粒磨削碳化硅陶瓷磨削力与比能研究

为探索磨削速度和单颗磨粒最大未变形切厚对碳化硅陶瓷高速磨削材料去除过程的影响规律,进行了切向进给单颗磨粒高速磨削试验,研究了磨削力、磨削比能与磨削速度以及单颗磨粒切厚的关系。研究结果表明,单颗磨粒切厚为0.03和1μm时,磨削力和磨削比能均随着速度的增加而减小,而当切厚为0.3μm时,磨削力和磨削比能随着磨削速度先增加后减小,磨削速度80m/s为其转折点。磨削力随着单颗磨粒切厚的增大整体上呈上升趋势,但是当切厚小于某一临界值时,磨削力变化并不明显,磨削比能却急剧降低,而且磨削速度提高,该临界值变大。因此,磨削速度的提高有利于降低磨削力和磨削比能,适当增加单颗磨粒未变形切厚并不会恶化加工质量。     

单颗金刚石磨粒划擦多晶烧结碳化硅陶瓷试验研究

为了研究多晶烧结碳化硅陶瓷材料去除机理,利用自行搭建的单颗金刚石磨粒划擦试验平台划擦无压固相烧结碳化硅陶瓷,在线观察单颗金刚石磨粒划擦多晶烧结碳化硅陶瓷成屑过程,同时采集和分析切削力,然后用光学显微镜观察划痕形貌。试验结果表明,烧结碳化硅陶瓷切屑形态有带状和崩碎状2种,成屑过程可分为带状切屑形成阶段、带状切屑堆积阶段以及切屑崩碎阶段;当切削速度v=0.01mm/s时,切向和法向切削力在t=16s时出现显著的拐点,而v=0.04mm/s时,仅仅法向力出现拐点(t=12.5s),由于在拐点之后切屑呈崩碎状,法向力发生显著的波动;在塑性去除阶段,划痕表面仍存在微小鱼鳞状裂纹,在脆性去除阶段,随着未变形切厚增加,断裂凹坑由间断区域转变成连续区域,直至断裂面扩展至非划痕区域。