可加工陶瓷加工技术及应用

前言 第1章 绪论 1 1.1 可加工陶瓷 1 1.2 可加工陶瓷的应用与分类 1 1.2.1 可加工陶瓷的应用 1 1.2.2 可加工陶瓷的分类 2 1.3 可加工陶瓷的加工特性及加工工艺措施 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机加工质量的途径 5 1.4 本书主要内容 5 参考文献 5 第2章 可加工陶瓷切削过程中的材料去除 7 2.1 ZrO2/CePO4陶瓷钻削加工中的材料去除 7 2.1.1 材料去除过程 7 2.1.2 材料去除的影响因素 9 2.1.3 材料去除机理 10 2.1.4 ZrO2/CePO4陶瓷的加工缺陷 13 2.2 氟金云母陶瓷钻削加工中的材料加工去除 14 2.2.1 材料去除过程 15 2.2.2 材料加工去除的影响因素 16 2.2.3 材料钻削加工表面 19 2.3 氟金云母陶瓷车削加工中的材料加工去除 21 2.3.1 材料去除过程 21 2.3.2 刀具材料对氟金云母陶瓷材料去除率的影响 22 2.3.3 刀具材料对氟金云母陶瓷车削表面质量的影响 23 2.3.4 材料车削表面 25 2.4 本章结论 27 参考文献 27 第3章 可加工陶瓷切削过程中的刀具磨损 29 3.1 ZrO2/CePO4陶瓷钻削加工中的刀具磨损 29 3.1.1 刀具磨损过程 29 3.1.2 刀具磨损机理 30 3.1.3 刀具磨损的影响因素 33 3.2 氟金云母陶瓷钻削加工中的刀具磨损 37 3.2.1 刀具磨损过程 37 3.2.2 刀具磨损形态 38 3.2.3 刀具磨损的主要原因 39 3.2.4 刀具磨损的影响因素 43 3.3 氟金云母陶瓷车削加工中的刀具磨损 47 3.3.1 刀具磨损过程 48 3.3.2 刀具磨损的影响因素 48 3.3.3 刀具磨损形态 53 3.3.4 刀具磨损的主要原因 55 3.4 本章结论 60 参考文献 62 第4章 可加工陶瓷磨削表面成形机理及材料去除过程 63 4.1 工程陶瓷材料断裂力学 63 4.1.1 Griffith断裂强度理论 63 4.1.2 临界切削载荷 64 4.1.3 临界切削厚度 65 4.2 工程陶瓷材料强度的影响因素 65 4.2.1 材料气孔率对陶瓷材料强度的影响 66 4.2.2 晶粒尺寸对陶瓷材料强度的影响 66 4.2.3 晶界相对陶瓷材料强度的影响 68 4.2.4 温度对陶瓷材料强度的影响 68 4.3 工程陶瓷微观断裂与裂纹扩展 69 4.3.1 断裂韧性 69 4.3.2 裂纹扩展阻力 70 4.3.3 断裂韧性与裂纹扩展速率 72 4.4 可加工陶瓷材料去除机制 73 4.4.1 可加工陶瓷材料压痕仿真试验 73 4.4.2 可加工陶瓷材料去除与表面形成机制 74 4.5 点磨削可加工陶瓷微观断裂去除模式 75 4.5.1 脆-塑性微观断裂转变的临界条件 75 4.5.2 脆-塑性断裂去除 77 4.5.3 脆-塑性共存断裂去除 79 4.5.4 塑性断裂去除 81 4.6 点磨削工艺参数对脆性材料塑性域断裂去除的影响 82 4.6.1 试验 82 4.6.2 砂轮速度 84 4.6.3 轴向进给速度 85 4.6.4 磨削深度 86 4.6.5 倾斜角 87 4.6.6 偏转角 88 4.7 本章结论 90 参考文献 90 第5章 可加工陶瓷快速点磨削过程中的表面粗糙度 92 5.1 快速点磨削技术理论基础 92 5.1.1 快速点磨削原理 92 5.1.2 外圆磨削最大未变形切屑厚度 93 5.1.3 快速点磨削当量尺寸 95 5.2 工程陶瓷快速点磨削试验 95 5.2.1 试验原理与方法 95 5.2.2 试验设备 96 5.3 试验结果与讨论 98 5.3.1 砂轮速度 98 5.3.2 工件进给速度 99 5.3.3 磨削深度 99 5.3.4 倾斜角 100 5.3.5 偏转角 100 5.4 氟金云母陶瓷点磨削表面粗糙度模型 101 5.4.1 Malkin运动学模型 101 5.4.2 Snoeys经验模型 102 5.4.3 磨屑厚度模型 102 5.4.4 点磨削表面粗糙度数学模型改进 103 5.5 氟金云母陶瓷点磨削表面粗糙度模型检验 107 5.5.1 标准差 107 5.5.2 相对极值差 108 5.5.3 模型验证 110 5.6 本章结论 111 参考文献 111 第6章 低膨胀微晶玻璃点磨削表面硬度 113 6.1 多晶材料的理论硬度 113 6.1.1 原子硬度 113 6.1.2 离子硬度 114 6.1.3 键硬度以及材料硬度 114 6.2 磨削表面硬度的影响因素 115 6.2.1 材料组分 115 6.2.2 显微组织及其相变 117 6.2.3 磨削工艺参数对微观表面硬度的影响 118 6.3 试验 118 6.3.1 试验目的及原理 118 6.3.2 试验材料及设备 118 6.3.3 试验结果与讨论 119 6.4 微晶玻璃点磨削表面显微硬度的多元回归分析 123 6.4.1 多元回归预测模型的建立 123 6.4.2 模型检验 126 6.4.3 回归系数的显著性检验 126 6.4.4 模型验证 127 6.5 本章结论 128 参考文献 128 第7章 可加工陶瓷点磨削表面质量建模与优化 130 7.1 磨削表面质量及其评价指标 130 7.1.1 表面质量与零件的使用性能 130 7.1.2 磨削表面质量评价指标 130 7.1.3 磨削表面质量的影响因素 131 7.2 算法简介 132 7.2.1 BP神经网络算法原理 132 7.2.2 PSO算法原理 134 7.2.3 PSO算法改进BP神经网络 135 7.3 基于PSO-BP算法的氟金云母点磨削表面粗糙度单因素数值拟合 136 7.3.1 砂轮速度与表面粗糙度 136 7.3.2 进给速度与表面粗糙度 137 7.3.3 磨削深度与表面粗糙度 137 7.3.4 砂轮倾斜角与表面粗糙度 138 7.3.5 砂轮偏转角与表面粗糙度 139 7.4 基于PSO算法的表面粗糙度多元模型优化与检验 140 7.4.1 模型假设 140 7.4.2 模型求解 140 7.4.3 多元模型验证 141 7.5 基于PSO-BP算法的氟金云母点磨削表面硬度数值拟合 141 7.5.1 砂轮速度与表面硬度 141 7.5.2 进给速度与表面硬度 142 7.5.3 磨削深度与表面硬度 143 7.5.4 砂轮倾斜角与表面硬度 144 7.5.5 砂轮偏转角与表面硬度 144 7.6 基于PSO算法的表面硬度多元模型优化与检验 145 7.6.1 模型假设 145 7.6.2 模型求解 145 7.6.3 多元模型验证 146 7.7 基于PSO算法的双目标优化 147 7.8 本章结论 148 参考文献 148