V型槽微细切削加工机理及其表面质量研究

发布时间：2017-11-07 14:20

本文关键词：V型槽微细切削加工机理及其表面质量研究

【摘要】：通过特殊的方法在工件表面进行结构加工,使得工件具备一定形貌特征的微结构表面在现代国防科技领域以及工业领域展现出广阔的应用前景。加工精度高、材料适用性广、加工效率高以及三维加工能力强,使得微细切削加工技术逐渐成为微结构表面加工的重要手段。超精密加工技术、精密数控机床的研制、微小型刀具的设计以及超精密检测技术的快速发展,使得微细切削技术的研究也随之不断深入。微V型槽切削加工作为微细切削加工的一种重要形式,其加工机理的研究对微细切削理论研究具有重要的参考价值。本文以微V型槽结构切削加工为研究对象,利用单晶金刚石刀具使用直角切削的方式,对三种不同加工材料(无氧铜、6061铝合金和PMMA)进行微V型槽的切削加工试验。主要通过对加工过程微切削力的采集、加工产生的切屑的收集分析以及加工表面质量形貌的分析得到V型槽的相关微细加工机理。主要的工作及研究内容如下:(1)阐述了微细切削加工的应用领域及特点,对微细切削加工研究进行介绍;介绍了目前微细切削加工机理的研究内容;根据实际的实验条件,确定了微V型槽切削加工机理的研究内容,介绍了V型槽的加工原理并且完成了微细切削实验平台的搭建。(2)对微V型槽加工过程中的切削力进行了研究。根据微V型槽的切削加工进行二维切削力分析以及三维切削力建模;设计微V型槽切削加工试验,利用Kistler切削力测量系统对切削过程产生的切削力进行收集;对采集的切削力数据进行矫正处理,分析了在不同的材料以及切削参数变化的切削力变化,发现切削深度是影响切削力的主要因素,切削速度对切削力的影响不大;求得V型槽加工的单位切削力,分析不同切削条件下单位切削力的变化原因。(3)对V型槽切削过程产生的微细切屑进行观察分析。研究了V型槽加工过程切屑的形成过程,通过对V型槽加工产生的切屑进行测量计算,得到切屑的变形系数,分析其变化规律;通过切屑形貌的观察,得到不同材料以及切削参数条件下切屑的形成规律。(4)对V型槽加工表面的形成进行分析,根据微细切削加工的特点,讨论了微细切削加工表面的影响方面;讨论了微结构表面的检测方法,根据V型槽的结构特点进行实际测量,并且对实际测量产生的问题进行分析;通过共聚焦显微镜观察加工表面,分析切削材料以及切削参数对加工表面质量的影响,得到结论无氧铜以及6061铝合金更适合V型槽的的加工。
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG501

【参考文献】

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