發(fā)布時間：2019-09-03 15:21

【摘要】：作為一種硬脆性光學(xué)材料,單晶硅具有密度小,各向異性,熱膨脹系數(shù)低,良好的自潤滑性,低而穩(wěn)定摩擦系數(shù)等一系列優(yōu)點,在精密機械、反導(dǎo)系統(tǒng)、航天等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而,由于單晶硅的硬度高、脆性大等特點,在加工過程中刀具產(chǎn)生崩刃、溝槽磨損等問題。單晶硅切屑具有較高的磨蝕性,在切削加工過程中會造成刀具劇烈磨損,直接影響刀具使用壽命。以上這些因素制約了其進一步的推廣和應(yīng)用。論文以單晶硅切削過程中刀具磨損機理為出發(fā)點,結(jié)合單晶硅車削加工試驗,對比分析了傳統(tǒng)固定式切削與擺動式切削刀具磨損形貌及磨損過程,研究這兩種切削方式的磨損機理以及擺動式切削單晶硅過程中刀具磨損變慢的原因。首先,利用單晶金剛石車刀對單晶硅進行單因素變量超精密車削試驗,對在超精密切削單晶硅時的切削力進行測量,驗證切削速度、進給量,切削深度、刀具前角對切削力的影響進行分析。其次,采用傳統(tǒng)切削試驗對單晶硅進行超精密切削試驗,對不同切削路程的刀具磨損形貌進行觀測,檢驗單晶硅已加工表面質(zhì)量。結(jié)合刀具磨損形貌、刀具材料性質(zhì)等因素,分析單晶金剛石刀具磨損機理,利用理論預(yù)測模型得到單晶金剛石刀具磨鈍失效所需的路程。同時驗證刀具磨損對表面加工質(zhì)量的影響。第三,針對傳統(tǒng)固定式刀架切削點單一,加工能力有限的問題,設(shè)計一款能夠降低圓弧金剛石刀具磨損速度的擺動式刀架。此種刀架通過全電控制,無需液壓或氣動等其它動力源,故控制精度較高。刀架的擺動角度從15°至-15°往復(fù)擺動。此種方法可使金剛石道具的圓弧型刃口得到充分利用,延長金剛石圓弧刀具的使用壽命。最后,利用單晶硅進行超精密勻速擺動式與固定式車削的對比試驗。觀察兩種切削方式加工后金剛石刀具磨損演變過程,探尋兩種切削條件下刀具磨損速度及磨損機理。在研究刀具磨損機理的基礎(chǔ)上,通過單因素實驗尋找出在擺動式切削條件下最佳切削參數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN304.12

【參考文獻】

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1 閆艷燕;王潤興;趙波;;金剛石飛切單晶硅的切削力模型及試驗研究[J];中國機械工程;2016年04期

2 孫源;肖生苓;馮亮;梁s，

本文編號：2531434