Технологическое обеспечение эффективности алмазной обработки плоских заготовок из термостойкой керамики

• Автор: Гусева, Любовь Юрьевна
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 234 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Основные условные обозначения
Введение
1. Анализ технологии и методов повышения эффективности обработки
заготовок из высокотвердых керамических материалов (ВТК)
1.1. Технологические процессы и оборудование для обработки деталей из ВТК
1.2.Виды и модели микроразрушения материала на поверхности заготовок зернами кругов
1.3. Анализ способов повышения эффективности шлифования керамических заготовок
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
2.3.Исследование воздействия силового фактора на поверхность керамической заготовки
2.4.Исследование воздействия теплового фактора на поверхность керамической заготовки
2.5.Моделирование полей температур и напряжений в микрообъемах поверхности заготовки с помощью МКЭ в пакете АВАОИЕ
2.6. Математические методы обработки данных
3. Феноменологическая и математическая модели воздействия режущих
зерен алмазных инструментов на поверхность заготовок
3.1.Феноменологическая модель воздействия зерна на поверхность заготовок
3.2.Моделирование действия зерна на поверхность заготовки путем облучения ее лазером
3.3.Моделирование с помощью МКЭ нагрева микрообъемов
поверхности заготовки движущимся зерном круга и анализ
возникающих напряжений
3.3.1. Выбор и обоснование метода моделирования
3.3.2. Конечноэлементная модель и результаты расчета
температурного поля в пакете ЛВАОШ
3.3.3. Конечноэлементная модель и результаты расчета
температурных напряжений в пакете АВА()Щ
3.4.Моделирование силового действия зерна на поверхность заготовки
путем ее склерометрирования
3.5.Математическая модель разрушения микрообъемов поверхности
заготовки движущимся зерном
3.6. Выводы
Исследование процесса обработки конструкционной термостойкой
керамики
4.1. Шлифование радиотехнической и термостойкой керамик. Режущая
способность и стойкость кругов. Износ зерен кругов. Качество
поверхности
4.2. Доводка радиотехнической и термостойкой керамик
металлическими притирами. Режущая способность притиров
Качество поверхности
4.3.Выводы
Создание промышленной технологии изготовления плоских
качественных деталей из термостойкой керамики
5.1. Способ и устройство правки алмазных кругов, создания
микропрофиля на притупленных вершинах зерен круга, подачи
алмазной суспензии под притир
5.1.1. Конструкция устройства доя автоматизированного
приготовления и подачи суспензии в зону обработки
5.2. Анализ показателей режущей способности круга. Качество

поверхности. Точность размеров
% 5.2.1. Показатели режущей способности алмазного круга
5.2.2. Точность размеров и качество поверхности
5.3.Предлагаемые эффективные технологии изготовления плоских керамических деталей различного качества
5.4. Технико-экономическое сопоставление технологий
5.4.1. Исходные данные для сопоставления
5.5. Выводы
Основные выводы и практические рекомендации
Список литературы
Приложения

Заготовки для исследований показаны на рис.2.5 - 2.6, фотографирование поверхности заготовок производили на микроскопах МБС2 (рис.2.7) и ОРИМ-2. Преимущественно, исследования выполнялись на заготовках из термостойкой керамики Для сопоставления результатов исследований применяли также материал 22ХС - нетермостойкую радиотехническую керамику, по прочности и микротвердости близкую к керамике 813]44. Ниже приведены их основные параметры:
Оксидные керамики 22ХС, УФ-61 и др., двухфазные, состоят на 90 - 95% из оксида алюминия а - А1203 с тригональной системой кристаллов и связки -стекла (рис.2.4,а). Аналогичной а-формой А1203 обладают минералы — корунд, рубин, сапфир. Керамика 22ХС крупнозернистая, размеры зерен 50x15, единичные 75x20 мкм; для 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 удлиненно - 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 28-30 ГПа. Температура плавления - 2500 К, рабочая температура - до 1100 К. Бескислородные тугоплавкие керамики — 8131М4, БЮ, ВЫ и другие. Нитрид кремния 813Ы4 обладает высокой химической стойкостью, получают его прямым восстановлением оксида кремния в среде азота. Кристаллизуется в гексагональную систему из тетраэдров в модификации а-813Н4. Структура однородная мелкозернистая (рис.2.4,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/дм , удельная проводимость
см/м, удельная теплоемкость с=800 Дж/кг К, модуль Юнга Е=300 ГПа,

теплопроводность Х=35-40 Вт/м К, температуропрводность а=1,35-10' м /с, микротвердость НУ=27-28 ГПа. Температура плавления - 3400 К, рабочая температура - до 2100 К.