硬脆材料の研削加工における除去形態と脆弱化層の生成機構に関する研究

硬脆材料磨削去除形式及弱化层生成机理研究

基本信息

批准号：
08650143
负责人：
大橋一仁
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

研削の基礎現象である一つの砥粒切れ刃の過渡的切削過程において,常圧焼結窒化けい素の仕上面下に残留するクラックによる脆弱化層深さの定量化を試みた.すなわち,成形ダイヤモンド切れ刃を用いて常圧焼結窒化けい素を円弧系切削することによって仕上面下に生成されたクラック層の深さを,セラミックスの破壊を取り扱う上での基本的手法となっている線形破壊力学に基づいて切削抵抗および切削溝深さなどから導いた.そして,クラック層の深さを解析する上で不可欠な特性値と切れ刃の干渉形状との関係を数種類の形状の切れ刃を用いた実験結果から明らかにすることで,脆弱化層深さを定量化するための手法を提言した.そして,仕上面の下に残留するクラック層の深さを求める過程において唯一その値が定かでない影響領域係数を円弧形切削実験結果から明らかにした.その結果,影響領域係数は切れ刃の干渉形状に大きく関わっており,切れ刃の干渉形状が球の場合には先端丸み半径に応じた溝深さの指数関数に従って溝深さの増加と伴に減少し,干渉形状が円錐へ移ると切れ刃の頂角に応じた一定の値へ連続的に移行することが明らかになった.また,切れ刃の形状と干渉深さによって決定される影響領域係数,切削溝深さ,切れ刃に作用する垂直力ならびに被削材の破壊じん性値およびポアソン比から脆弱化層の深さを定量的に求めることが可能であることを立証した.さらに,この解析手法を研削加工における個々の砥粒切れ刃の切削現象に適用することによって仕上面下の脆弱化層の規模を予測することが可能となる.

我们试图量化在一个磨料切削刃的瞬态切削过程中无压烧结氮化硅的成品表面下残留的裂纹所导致的弱化层的深度，这是磨削下产生的裂纹层的深度。利用金刚石切削刃对氮化硅无压烧结体进行电弧切削精加工表面是处理陶瓷断裂的基本方法。基于线性断裂力学，使用几种类型的切削刃形状来计算特征值与切削刃干涉形状之间的关系，这对于分析裂纹层的深度至关重要。通过使用固定的实验结果澄清弱化层的深度来量化弱化层的深度从圆弧切削实验的结果中明确了影响较小的影响面积系数。结果表明，影响面积系数与切削刃的干涉形状有很大关系，当切削的干涉形状边缘是球形的，它对尖端圆角半径有很大的影响。我们发现，随着凹槽深度的增加，干涉量按照凹槽深度的指数函数减小，并且当干涉形状变为圆锥形时，干涉形状不断变化。根据切削刃的顶角变化为恒定值。此外，切削刃的形状。根据形状和干涉深度确定的影响面积系数、切削槽深度、作用在切削刃上的法向力、工件材料的断裂韧性值以及泊松比，定量确定弱化层的深度。此外，通过将这种分析方法应用于磨削过程中各个磨粒切削刃的切削现象，可以预测成品表面下方弱化层的规模。