Повышение эффективности операций плоского шлифования и доводки заготовок из высоко твердой керамики

• Автор: Колодяжный, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 253 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Анализ технологии и методов повышения эффективности обработки заготовок из высокотвердых керамических материалов

1.1. Технологические процессы и оборудование для обработки деталей из ВТК
1.2.Виды и модели микро разрушения материала на поверхности заготовок зернами кругов. Глубина микротрещин. Качество поверхности
1.3. Анализ способов повышения эффективности шлифования и доводки керамических заготовок
1.4. Цель работы. Основные задачи исследования
2.Методика исследований
2.1.Оборудование, инструменты и заготовки для исследований
2.2. Измерение износа зерен в инденторах и зерен в кругах, режущей способности инструментов, качества обработанной поверхности,
Ш ПЛОТНОСТИ зерен И относительной опорной поверхности Q(U)
2.3. Исследование воздействия силового фактора на поверхность керамической заготовки
2.4.Исследование шлифования и доводки заготовок типа колец
2.5. Математические методы обработки данных
3. Теоретический анализ механизмов разрушения поверхностного слоя при алмазном шлифовании заготовок деталей из РКК и формирования качества поверхности
3.1. Обоснование эффективности шлифования твердой (НУ>30ГПа) керамики торцовыми кругами формы 6А2 на малых скоростях
3.2. Разрушение поверхности заготовок алмазными зернами инстру-щ ментов.
3.2.1. Моделирование силового действия зерна на поверхность заготовки путем ее склерометрирования.

3.2.2. Анализ образования разрушенной зоны - трещиноватого поверхностного слоя при микрорезании единичным алмазным зерном и шлифовании.
3.3. Феноменологическая и математическая модели зоны разрушения поверхности заготовок движущимися зернами алмазных кругов
3.3.1. Модель параметров зоны разрушения поверхности заготовок движущимися зернами алмазных кругов
3.3.2. Режущая способность круга при шлифовании заготовок. Силы резания
3.4. Теоретический анализ формообразования плоских поверхностей у деталей типа кольца на станке мод. СГТШП
3.4.1. Зависимости пройденного пути L точек инструмента (заготовки) по поверхности заготовки (инструмента)
3.4.2. Теоретический анализ зависимостей с целью определения наименьшей погрешности формы плоской заготовки после доводки
3.5. Выводы
4. Исследование процесса обработки заготовок из керамики типа РКК
4.1. Шлифование плоских заготовок из твердых керамик. Режущая способность и стойкость кругов. Качество поверхности
4.2.Доводка керамических заготовок притирами и мелкозернистыми кругами формы 6А2. Режущая способность притиров и кругов. Качество поверхности. Форма доведенной поверхности.
4.3. Выводы
5. Создание промышленной технологии изготовления плоских качественных деталей из керамики
5.1. Предлагаемые эффективные технологии изготовления плоских керамических деталей различного качества
5.2. Технико-экономическое сопоставление технологий
5.3. Выводы
5.4. Основные выводы и практические рекомендации
Литература
Приложения

измеряли индикаторной стойкой с индикаторами (0,001 или 0,01 мм). Заготовки для исследований показаны на рис. 2.6 , 2.7, фотографирование поверхности заготовок производили на микроскопах МБС 2 и ОРИМ-2 и сканирующей установке. Преимущественно исследования выполнялись на заготовках из кера-* мики РКК. Для сопоставления результатов исследований применяли еще один
материал - 22ХС и радиотехническую керамику (TJI75) , но по прочности и микротвердости близкую (22ХС) к керамике РКК. Ниже приведены их основные параметры:
Оксидные керамики 22ХС, УФ-61 и др., двухфазные и состоят на 90 - 95% из оксида алюминия а - AI2O3 с тригональной системой кристаллов и связки -стекла (рис.2.5,а). Аналогичной а - формой АЬОз обладают минералы - корунд, рубин, сапфир. Керамика 22ХС крупнозернистая, размеры зерен 50x15 и единичные 75x20 мкм, а УФ-61 < 25 и единичные 30x40 мкм. Сросшиеся зерна образуют каркасную структуру, зазоры между зернами заполнены стеклом до 8-10% у 22ХС и до 12% у УФ-61. Пористость - до 6%. Зерна по форме удли-ненно - призматические. Размеры пор между зернами < 18, единичные до 37 мкм (22ХС), < 25, единичные до 40 мкм (УФ-61). В зернах имеются микротрещины с размерами < 0,2x2 мкм. Микротвердость - до 24-26 ГПа. Температура плавления - 2700 К, рабочая температура - до 1100 К.
Бескислородные тугоплавкие керамики - SiC, Si3N4, BN и другие. РКК обладает (рис.2.5, в) теплопроводностью Л =13 Вт/м-К, температуропроводностью д=1,3-10'6 м2/с, микротвердостью HV = 33-35 ГПа, плотностью р = 3,12 Г/см3.
Нитрид кремния S13 N4 обладает высокой химической стойкостью, получают его прямым восстановлением оксида кремния в среде азота. Кристаллизуется в гексагональную систему из тэтраэдров в модификации а -Si3 N4. Структура однородная мелкозернистая (рис.2.5,б), размер зерен < 1 мкм, отдельные включения типа “ металл” размером до 25 мкм. Пористость до 3%, размеры пор < 20, единичные до 30 мкм. Плотность р= 3,3 кг/дм3, удельная