单颗粒金刚石划擦工程陶瓷的断裂强度研究.pdf

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1、试验研究现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2012年第12期单颗粒金刚石划擦工程陶瓷的断裂强度研究4王健全，田欣利，张保国，李富强(装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室，北京100072)摘要：为揭示磨削加工中砂轮单个磨粒对工程陶瓷断裂强度的作用规律，利用单颗粒金刚石磨具划擦模拟砂粒实际磨削过程。采用不同顶锥角与尖端圆弧半径的自制金刚石颗粒，改变划擦用量和冷却工况，划擦几种典型陶瓷材料表面并分析颗粒划擦作用对试件断裂强度的影响。结果发现，试件划擦后断裂强度随磨粒顶锥角和尖端圆弧半径的增大而提高；随工作台进给速度和划擦深度增加逐渐降低；与湿

2、式划擦相比，干式划擦使陶瓷试件断裂强度趋于劣化。该变化规律符合磨削加工对试件强度特性的影响机制，证明单颗粒金刚石划擦试验的有效性。关键词：磨削；工程陶瓷；单颗粒金刚石；磨粒；划擦；断裂强度中图分类号：TG74；TQl74文献标志码：A文章编号：167l-3133(2012)12训004珈5ResearchonscratchingfracturestrengthwithsinglediamondforengineeringceramicsWangJianquan，TianXinli，ZhangBaoguo，LiFuqiang(NationalKeyLaboratoryforRemanufa

3、cturingTechnology，Academyof、ArmoredForceEngineering，Beijing100072，China)Abstract：Torevealtheinherentlawsbetweensingleabrasiveparticleofdiamondwheelandfracturestrengthofengineeringce-ramicsduringthegrinding，aspecialsinglediamondtoolwasintroducedtosubstitutetheactualwheel．Withthediamondabrasiveofdi

4、verseapexanglesandtipradius，differentscratchingparametersandcoolingconditionweresethe．rethesurfacescratchinguponseveraltypesofengineeringceramics．Then，relationships013-theexperimentalparametersandfracturestrengthwereinten—sivelyinvestigated．Theresultsshowthatthefracturestrengthofscratchedceramics

5、increasewiththeriseofapexangleandtipradiusofabrasive，reducewiththeadditionoffeedrateandscratchingdepth．Besides，thefracturestrengthafterwetscratchingisalwaysbetterthanthatofdryscratching．Thefindingsaccordwithrelevantpatternsandmechanismsingrindingmachining，whichalsoverifythesignificanceofsingledia

6、mondscratchingtest．Keywords：grinding；engineeringceramics；singlediamond；abrasiveparticle；scratching；fracturestrength0引言磨削加工工程陶瓷时，依靠分布在砂轮表面的金刚石磨粒的随机连续作用去除被加工材料。通常认为陶瓷材料的去除包含划擦、耕犁和切削三个过程¨o。由于制造工艺方面的原因，金刚石磨粒在砂轮工作表面上分布是不均匀的，给实际磨削过程的理论研究与分析带来诸多不便。一些学者将金刚石磨粒抽象为简单的几何形状，用规则的金刚石颗粒代替实际磨粒进行磨损破碎、切屑成形和磨削应力方面的试

7、验研究嵋剖。王成勇研究了单颗粒金刚石磨削花岗岩4+国家自然科学基金项目(51105378)表面时的声发射信号与磨削过程的关系，并以正交试验结果分析单颗粒磨削工艺对玻璃等硬脆材料的磨削力和表面形貌的影响H1。林思煌等人用金刚石颗粒划擦玻璃试件，根据划痕形貌分析划擦过程中的磨削力哺]。工程陶瓷是典型的硬脆材料，断裂强度是其最基本的力学性能参数_1，磨削中磨粒在试件表面造成的表面／亚表面裂纹博1与残余应力一1对断裂强度影响显著。经典磨削理