论文部分内容阅读
金刚石因其具有众多无与伦比的物理、化学和光学的优良特性,自被发现以来就与人类社会结下了不解之缘,它不仅可以做装饰品,而且在科技和工业中也发挥了重要的作用,特别是在超精密加工领域,被认为是最理想的超精密切削用刀具材料。但由于金刚石晶体材料具有的化学稳定性和高硬度高脆性的特点,目前加工单晶金刚石刀具仍然是一项很难进行的工作。机械研磨作为最传统的方法,因其工艺简单,费用低廉,经过精细研磨的金刚石晶体能获得高质量的表面,因此目前仍被广泛应用。随着科技及应用的发展,人们对金刚石表明提出了更严格的要求,因此,开展金刚石的精密研磨技术研究,具有良好的应用前景和实用价值。首先,在总结其他学者或研究人员对单晶金刚石机械研磨技术研究的基础上,以实验分析为研究手段,针对金刚石弹性浮动研磨新技术中的系统弹性、研磨盘端跳、研磨速度及研磨压力等工艺参数,分别探讨分析它们在研磨过程中对试样在z方向(即与研磨面垂直的竖直方向)振动及研磨表面质量的影响规律。实验表明,研磨加工中的振动对研磨质量有较大影响,弹性梁、弹性垫具有良好的减振隔振作用,有助于研磨质量的提高;研磨盘端跳、研磨速度和研磨压力是影响金刚石弹性浮动研磨中研磨质量的重要因素,有效控制上述研磨参数可以提高研磨质量。以上研究为优化参数提高研磨质量提供了依据。然后,基于对研磨过程中试样在x方向(即研磨线速度方向)的振动的研究,实验分析探讨了磨粒与试样研磨表面的摩擦及冲击作用机理,实验表明,磨粒在x方向振动产生主要是磨粒与研磨试样表面的冲击与摩擦作用引起。由此,以减小和控制磨粒对研磨表明的冲击和摩擦作用,使试样表层材料在相对均匀的磨削力作用下去除为目的,结合先前实验中弹性梁对振动和冲击的有效抑制与削弱作用,本文提出了在该方向增加柔性以控制研磨过程中的摩擦与冲击作用的设想,并在实验分析了其有效性和可行性之后,对原研磨机构中的弹性梁进行了改造,改造后的弹性梁同时在x方向和z方向均具有一定的柔性,可以同时实现研磨过程中z方向的振动冲击作用和磨粒对研磨表面的冲击与摩擦作用的控制,振动及表面研磨质量分析实验表明,充分利用弹性梁的弹性减振及阻尼消振作用改造研磨机构以后振动控制效果明显,研磨质量得到明显的提高。