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铁氧体磁轭零件精密磨削加工技术研究

更新时间:2010-8-19:  来源:毕业论文

铁氧体磁轭零件精密磨削加工技术研究
1.1课题来源
本课题来源于兵器支撑技术研究项目“雷达铁氧体、传动件的精密磨削与切削技术”,本次毕业设计主要研究铁氧体的高效磨削工艺技术。
1.2课题的研究目的和意义
铁氧体作为一种非金属磁性材料,在雷达、通讯、导航、自动控制及仪器仪表等领域具有广泛应用。尤其在军事雷达中,铁氧体移相器是其关键和核心部件之一,一部雷达对铁氧体移相器的需求量少则上百件、多则成千上万件,这些铁氧体移相器性能指标的优良性和一致性对雷达整机的性能有着重要的影响。因此对铁氧体零件的加工,要求具有高效率、高精度以及良好的表面质量。然而,铁氧体陶瓷硬度高、脆性强、气孔多、导热系数小,属典型的难加工材料。因此,对铁氧体材料加工技术的研究就显得格外重要。
如何提高工程陶瓷材料磨削表面质量也引起了国内外学者的普遍关注,是目前磨削技术中重点研究课题。磨削时切削尺寸小,单位磨削力很大,磨削温度很高,加上磨削参数和砂轮的影响,使得磨削表面容易出现波纹、振纹、残余应力、加工硬化层、烧伤、裂纹等缺陷,严重影响了零件的使用性能。
综上所述,对铁氧体磨削效率、磨削质量及工艺研究具有重要的理论价值和实际意义。
1.3工程陶瓷材料国内外研究状况及发展趋势
1.3.1工程陶瓷材料加工的研究概况
1)工程陶瓷材料
所谓工程陶瓷材料主要是金属元素与硼、碳、硅、氮、氧等非金属元素组成的化合物,以及非金属元素之间组成的化合物,如硼和硅的碳化物和氮化物[1]。工程陶瓷的晶体由共价键、离子键或二者混合构成。共价键类的陶瓷塑性好,即使是在高温下其韧性也降低极少。共价键的方向性使晶体拥有较高的抗晶格畸变能力,陶瓷呈现高硬度。离子键类的陶瓷,其强度大小依赖于温度的高低,一般温度达到1000℃左右就有明显的蠕变产生。陶瓷材料与金属或合金材料相比具有硬度高、耐磨损、化学稳定性好、重量轻、抗腐蚀性和抗氧化性等优点。陶瓷材料的缺点主要是脆性较高。
一般把工程陶瓷分为两大类,即结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷以其独特的机械特性被广泛应用与兵工、机械、汽车、冶金、石油、航空航天等工业领域。功能陶瓷具有性能和用途的多样性和可变性,在磁性材料、半导体材料、光学材料等方面占据重要的地位。
然而,工程陶瓷材料的硬脆特性决定了其加工难度大、加工效率低、成本高,这些都阻碍了工程陶瓷的进一步广泛应用。
2)工程陶瓷材料加工工具
在工程陶瓷加工中,使用金刚石工具的磨削加工是目前最常用的加工方法。铁氧体材料硬度高、脆性大、对热敏感,因此铁氧体的磨削加工十分关键[2]。铁氧体磨削加工和其它的非金属材料的磨削加工一样,通过高速旋转的砂轮将其表面多余部分磨去,以获得最终所需的形状和尺寸精度以及粗糙度。
我国铁氧体的磨削加工在七十年代末以前几乎是用普通砂轮完成的。1978年第六砂轮厂首先研制成金刚石砂瓦,用于立式磨床加工铁氧体。1982年又研制成功Ø750mm的双端面磨金刚石磨盘,这一产品现已形成Ø300-Ø750mm的系列规格。随后又相继完成了无心磨、成型磨、通过式磨削、切槽及切断等各种用途的金刚石磨轮,使铁氧体的各种磨削方式都可实现金刚石化。本文来自六'维*论-文|网 经过多年的生产实践证实,金刚石磨具与普通磨具相比,具有明显的优越性。由于金刚石砂轮具有硬度高、强度大以及良好的耐磨削能等力学特性,使得金刚石磨具不仅磨削效率高,磨削力小,磨削温度较低,磨具消耗少,使用寿命长,而且可以避免工件表面的烧伤和开裂,磨削质量好,加工精度高。因此,降低了加工成本,减少了能源消耗,改善了工人的劳动条件[3]。
按照所用结合剂的类别划分,金刚石砂轮主要有金属结合剂金刚石砂轮、陶瓷结合剂金刚石砂轮、树脂结合剂金刚石砂轮三大类。另外在其使用和选择上应仔细和全面考虑金刚石砂轮的磨料种类、粒度、硬度、浓度、结合剂、砂轮形状与尺寸等因素[1,4]。
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摘要 I
ABSTRACT II
第1章  绪论 1
1.1课题来源 1
1.2课题的研究目的和意义 1
1.3工程陶瓷材料国内外研究状况及发展趋势 1
1.3.1工程陶瓷材料加工的研究概况 1
1.3.2铁氧体陶瓷材料加工的研究现状 6
1.4研究内容及研究方案 7
1.4.1研究内容 7
1.4.2研究方案 7
第2章  铁氧体陶瓷材料磨削表面粗糙度试验研究 10
2.1铁氧体陶瓷的磨削特点 10
2.2铁氧体陶瓷磨削表面粗糙度单因素试验 10
2.2.1试验设计及试验条件 11
2.2.2磨削速度单因素试验 11
2.2.3工件速度单因素试验 12
2.2.4磨削深度单因素试验 13
2.2.5其它磨削参数的影响 13
2.3铁氧体陶瓷磨削表面粗糙度正交试验 15
2.3.1正交试验设计 15
2.3.2正交试验数据及其分析 15
2.4本章小结 18
第3章  铁氧体陶瓷材料磨削显微硬度研究 19
3.1材料显微硬度 19
3.2显微硬度研究内容 19
3.2.1试验条件 19
3.2.2试验数据及其分析 20
3.3本章小结 22
第4章  铁氧体磨削机理及表面形貌观察分析 23
4.1铁氧体磨削机理 23
4.2铁氧体磨削表面形貌观察 25
4.2.1磨削前后材料微观缺陷的观察 25
4.2.2磨削速度对磨削表面微观缺陷的影响 26
4.2.3工件速度对磨削表面微观缺陷的影响 27
4.2.4磨削深度对磨削表面微观缺陷的影响 27
4.2.5崩边现象分析 28
4.3本章小结 29
第5章  论文总结与存在问题 30
5.1论文总结 30
5.2存在问题 30
参考文献 31
谢辞 33
附录1513

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