纳米孪晶立方氮化硼机械研磨机理研究.pdfVIP

学兔兔 第 52卷第 5期 机 械 工 程 学 报 VO1．52 NO．5 2016 年 3 月 JOURNAL0FMECHANICALENGINEERING Mat． 2016 DoI：10．3901／JM E．2016．05．095 纳米孪晶立方氮化硼机械研磨机理研究水 靳田野 陈俊云2 赵明慧2 王金虎 赵清亮 鹿 玲 (1．燕山大学机械工程学院 秦皇岛 066004； 2．燕山大学车辆与能源学院 秦皇岛 066004； 3．哈尔滨工业大学机电工程学院 哈尔滨 150001) 摘要：为了将新型超硬纳米孪晶立方氮化硼(nt-cBN)材料制备成能够实现铁基金属材料，特别是硬度较高材料的精密及超精 密切削刀具，针对机械研磨方法，从理论和试验角度分别对纳米孪晶立方氮化硼材料的机械研磨机理进行了研究。对纳米孪 晶立方氮化硼材料动态脆塑转变临界研磨深度进行了理论分析及试验验证；基于临界研磨深度，实现了对该材料的塑性域精 细研磨；利用理论计算及原子力显微镜表面检测结果，针对研磨后塑性沟槽深度及宽度，分析了研磨过程中塑性沟槽形成机 理。研究结果表明，纳米孪晶立方氮化硼材料动态脆塑转变临界研磨深度为23．9InTl；使用0．5m金刚石研磨颗粒研磨材料 表面粗糙度达到 1．99nln，Pv值77．05am；研磨塑性沟槽深度理论最小值 2．25am，与试验结果相吻合；研磨塑性沟槽宽度 为固定、游离研磨颗粒共同作用的结果，宽度保持在亚微米级。因此，纳米孪晶立方氮化硼材料具有较好的可加工性，采用 机械研磨方法能够实现较高精度表面的高效率加工。 关键词：纳米孪晶立方氮化硼；机械研磨；临界研磨深度；塑性沟槽 中图分类号：TH162；TH145 M echanicalLappingM echanism ofNanotwinnedCubicBoronNitride JIN Tianye CHEN Junyun ZHAOM inghui WANG Jinhu。 ZHAOQingliang LULing (1．CollegeofMechanicalEngineering，YanshanUniversity,Qinhuangdao066004； 2．CollegeofVehiclesandEnergy,YanshanUniversiyt,Qinhuangdao066004； 3．SchoolofMechatronicsEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001) Abstract：Inordertomanufactureananotwirmedcubicboronnitride(nt—cBN)cuttingtoolwhichiSpromisingtocuttingferrous metal，especiallyforhardenedsteel，lappingmechanism isinvestigatedwithboththeoreticalandexperimentalmehto~．Thedynamic criticallappingdepthofnt—cBN isfirstcalculatedbyhteoreticalanalysis，na dthenprovedthroughlappingexperiments．Basedonthe criticaldepht，nt-cBN bulk islapped inductileregimenad finesurfaceCna beachieved．Moreover,aimingtorevealgeneration mechanism oftheplasticgroo