超聲振動輔助磨削加工理論及多晶硅材料的磨削實驗研究.pdf

1、本文以二維(2D)超聲振動輔助磨削加工為研究對象，以實現(xiàn)硬脆性材料的高效和延性域加工為研究目標，開展2D超聲振動輔助磨削加工硬脆性材料的材料去除機理研究，包括分析超聲振動輔助磨削加工運動學，切削層材料的力學行為，并進行多晶硅材料的超聲振動輔助平面磨削實驗。
　　 本文的主要結論是：
　　 1.2D超聲振動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運動軌跡，使砂輪磨粒的加工路徑拉長，增加磨粒的切深，有利于提高單個

2、加工周期內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運動速度和加速度，這將對切屑層材料的去除和變形產生沖擊作用，從而改變材料的去除機理；
　　 3.2D超聲振動輔助磨削加工中，磨粒切刃前端的切屑層材料在超聲振動輔助的作用下，應變減小，而應變率增大，使切屑層材料以小體積、大變形和高應變率的形式去除，最終增加了切屑層材料的剪切流動應力：
　

3、　 4.2D超聲振動輔助磨削加工，參予切削的磨粒切刃具有較大的負前角，有助于增加作用于切屑層材料剪切平面內的法向應力和剪切應力比值，這將有效地抑制材料去除過程中材料應力集度因子的增長，減少材料發(fā)生脆性斷裂破壞的機率，從而提高加工表面的加工質量；
　　 5.橢圓振動輔助單晶硅材料的平面磨削加工實驗表明，與常規(guī)磨削加工的結果相比，超聲振動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，