可加工陶瓷加工技術及應用

前言 第1章 緒論 1 1.1 可加工陶瓷 1 1.2 可加工陶瓷的應用與分類 1 1.2.1 可加工陶瓷的應用 1 1.2.2 可加工陶瓷的分類 2 1.3 可加工陶瓷的加工特性及加工工藝措施 4 1.3.1 可加工陶瓷的加工特性 4 1.3.2 改善可加工陶瓷材料機加工質(zhì)量的途徑 5 1.4 本書主要內(nèi)容 5 參考文獻 5 第2章 可加工陶瓷切削過程中的材料去除 7 2.1 ZrO2/CePO4陶瓷鉆削加工中的材料去除 7 2.1.1 材料去除過程 7 2.1.2 材料去除的影響因素 9 2.1.3 材料去除機理 10 2.1.4 ZrO2/CePO4陶瓷的加工缺陷 13 2.2 氟金云母陶瓷鉆削加工中的材料加工去除 14 2.2.1 材料去除過程 15 2.2.2 材料加工去除的影響因素 16 2.2.3 材料鉆削加工表面 19 2.3 氟金云母陶瓷車削加工中的材料加工去除 21 2.3.1 材料去除過程 21 2.3.2 刀具材料對氟金云母陶瓷材料去除率的影響 22 2.3.3 刀具材料對氟金云母陶瓷車削表面質(zhì)量的影響 23 2.3.4 材料車削表面 25 2.4 本章結(jié)論 27 參考文獻 27 第3章 可加工陶瓷切削過程中的刀具磨損 29 3.1 ZrO2/CePO4陶瓷鉆削加工中的刀具磨損 29 3.1.1 刀具磨損過程 29 3.1.2 刀具磨損機理 30 3.1.3 刀具磨損的影響因素 33 3.2 氟金云母陶瓷鉆削加工中的刀具磨損 37 3.2.1 刀具磨損過程 37 3.2.2 刀具磨損形態(tài) 38 3.2.3 刀具磨損的主要原因 39 3.2.4 刀具磨損的影響因素 43 3.3 氟金云母陶瓷車削加工中的刀具磨損 47 3.3.1 刀具磨損過程 48 3.3.2 刀具磨損的影響因素 48 3.3.3 刀具磨損形態(tài) 53 3.3.4 刀具磨損的主要原因 55 3.4 本章結(jié)論 60 參考文獻 62 第4章 可加工陶瓷磨削表面成形機理及材料去除過程 63 4.1 工程陶瓷材料斷裂力學 63 4.1.1 Griffith斷裂強度理論 63 4.1.2 臨界切削載荷 64 4.1.3 臨界切削厚度 65 4.2 工程陶瓷材料強度的影響因素 65 4.2.1 材料氣孔率對陶瓷材料強度的影響 66 4.2.2 晶粒尺寸對陶瓷材料強度的影響 66 4.2.3 晶界相對陶瓷材料強度的影響 68 4.2.4 溫度對陶瓷材料強度的影響 68 4.3 工程陶瓷微觀斷裂與裂紋擴展 69 4.3.1 斷裂韌性 69 4.3.2 裂紋擴展阻力 70 4.3.3 斷裂韌性與裂紋擴展速率 72 4.4 可加工陶瓷材料去除機制 73 4.4.1 可加工陶瓷材料壓痕仿真試驗 73 4.4.2 可加工陶瓷材料去除與表面形成機制 74 4.5 點磨削可加工陶瓷微觀斷裂去除模式 75 4.5.1 脆-塑性微觀斷裂轉(zhuǎn)變的臨界條件 75 4.5.2 脆-塑性斷裂去除 77 4.5.3 脆-塑性共存斷裂去除 79 4.5.4 塑性斷裂去除 81 4.6 點磨削工藝參數(shù)對脆性材料塑性域斷裂去除的影響 82 4.6.1 試驗 82 4.6.2 砂輪速度 84 4.6.3 軸向進給速度 85 4.6.4 磨削深度 86 4.6.5 傾斜角 87 4.6.6 偏轉(zhuǎn)角 88 4.7 本章結(jié)論 90 參考文獻 90 第5章 可加工陶瓷快速點磨削過程中的表面粗糙度 92 5.1 快速點磨削技術理論基礎 92 5.1.1 快速點磨削原理 92 5.1.2 外圓磨削最大未變形切屑厚度 93 5.1.3 快速點磨削當量尺寸 95 5.2 工程陶瓷快速點磨削試驗 95 5.2.1 試驗原理與方法 95 5.2.2 試驗設備 96 5.3 試驗結(jié)果與討論 98 5.3.1 砂輪速度 98 5.3.2 工件進給速度 99 5.3.3 磨削深度 99 5.3.4 傾斜角 100 5.3.5 偏轉(zhuǎn)角 100 5.4 氟金云母陶瓷點磨削表面粗糙度模型 101 5.4.1 Malkin運動學模型 101 5.4.2 Snoeys經(jīng)驗模型 102 5.4.3 磨屑厚度模型 102 5.4.4 點磨削表面粗糙度數(shù)學模型改進 103 5.5 氟金云母陶瓷點磨削表面粗糙度模型檢驗 107 5.5.1 標準差 107 5.5.2 相對極值差 108 5.5.3 模型驗證 110 5.6 本章結(jié)論 111 參考文獻 111 第6章 低膨脹微晶玻璃點磨削表面硬度 113 6.1 多晶材料的理論硬度 113 6.1.1 原子硬度 113 6.1.2 離子硬度 114 6.1.3 鍵硬度以及材料硬度 114 6.2 磨削表面硬度的影響因素 115 6.2.1 材料組分 115 6.2.2 顯微組織及其相變 117 6.2.3 磨削工藝參數(shù)對微觀表面硬度的影響 118 6.3 試驗 118 6.3.1 試驗目的及原理 118 6.3.2 試驗材料及設備 118 6.3.3 試驗結(jié)果與討論 119 6.4 微晶玻璃點磨削表面顯微硬度的多元回歸分析 123 6.4.1 多元回歸預測模型的建立 123 6.4.2 模型檢驗 126 6.4.3 回歸系數(shù)的顯著性檢驗 126 6.4.4 模型驗證 127 6.5 本章結(jié)論 128 參考文獻 128 第7章 可加工陶瓷點磨削表面質(zhì)量建模與優(yōu)化 130 7.1 磨削表面質(zhì)量及其評價指標 130 7.1.1 表面質(zhì)量與零件的使用性能 130 7.1.2 磨削表面質(zhì)量評價指標 130 7.1.3 磨削表面質(zhì)量的影響因素 131 7.2 算法簡介 132 7.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法原理 132 7.2.2 PSO算法原理 134 7.2.3 PSO算法改進BP神經(jīng)網(wǎng)絡 135 7.3 基于PSO-BP算法的氟金云母點磨削表面粗糙度單因素數(shù)值擬合 136 7.3.1 砂輪速度與表面粗糙度 136 7.3.2 進給速度與表面粗糙度 137 7.3.3 磨削深度與表面粗糙度 137 7.3.4 砂輪傾斜角與表面粗糙度 138 7.3.5 砂輪偏轉(zhuǎn)角與表面粗糙度 139 7.4 基于PSO算法的表面粗糙度多元模型優(yōu)化與檢驗 140 7.4.1 模型假設 140 7.4.2 模型求解 140 7.4.3 多元模型驗證 141 7.5 基于PSO-BP算法的氟金云母點磨削表面硬度數(shù)值擬合 141 7.5.1 砂輪速度與表面硬度 141 7.5.2 進給速度與表面硬度 142 7.5.3 磨削深度與表面硬度 143 7.5.4 砂輪傾斜角與表面硬度 144 7.5.5 砂輪偏轉(zhuǎn)角與表面硬度 144 7.6 基于PSO算法的表面硬度多元模型優(yōu)化與檢驗 145 7.6.1 模型假設 145 7.6.2 模型求解 145 7.6.3 多元模型驗證 146 7.7 基于PSO算法的雙目標優(yōu)化 147 7.8 本章結(jié)論 148 參考文獻 148