本文關(guān)鍵詞：納米切削單晶銅工件溫度影響因素仿真分析

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【摘要】：納米切削加工技術(shù)作為超精密加工領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一,能夠獲得具有高精度和高表面質(zhì)量的零件。在納米加工實(shí)驗(yàn)中,材料的去除量?jī)H僅在幾十個(gè)納米的范圍內(nèi),導(dǎo)致工件內(nèi)部粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和缺陷演變不能動(dòng)態(tài)觀察與人為控制。在納米加工仿真研究領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究主要集中在晶向、加工參數(shù)、刀具幾何形狀等因素對(duì)材料變形規(guī)律和去除機(jī)理的影響,而關(guān)于納米加工過程中工件溫度的影響因素及規(guī)律研究較少,工件溫度對(duì)產(chǎn)品加工精度與表面質(zhì)量的提高起到關(guān)鍵的作用。針對(duì)上述存在問題,本文采用分子動(dòng)力學(xué)仿真方法進(jìn)行單晶銅納米切削仿真研究,重點(diǎn)分析單晶銅材料納米加工中工件溫度的影響因素及規(guī)律,研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)部分:首先,構(gòu)建分子動(dòng)力學(xué)仿真環(huán)境,基于lammps語言編寫具有固定層、恒溫層和牛頓層的單晶銅納米切削模型代碼以及具有前角、后角和刀尖圓弧半徑的金剛石刀具模型代碼。針對(duì)加工對(duì)象選擇合適的勢(shì)函數(shù),針對(duì)研究對(duì)象所處的真實(shí)環(huán)境,選擇與之對(duì)應(yīng)的系綜,為了降低分子動(dòng)力學(xué)仿真中存在的尺寸效應(yīng),對(duì)仿真模型施加周期性邊界條件。其次,分析材料的去除過程、表面形成過程以及弛豫過程中的系統(tǒng)溫度和勢(shì)能變化,通過仿真程序設(shè)置不同的晶向、切削速度、切削深度、刀具前角和刀尖圓弧半徑,利用Atomeye可視化軟件,從切削力、切屑變形和工件內(nèi)部位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)等方面分析晶向、加工參數(shù)和刀具幾何形狀對(duì)納米切削中工件溫度的影響規(guī)律。最后,對(duì)比無孔結(jié)構(gòu)和有孔結(jié)構(gòu)對(duì)納米切削中工件溫度的影響,通過仿真程序設(shè)置不同的孔結(jié)構(gòu)數(shù)量和尺寸,從切削力和工件內(nèi)部位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)等方面分析孔結(jié)構(gòu)數(shù)量和尺寸大小對(duì)納米切削中工件溫度的影響規(guī)律。通過本文的研究,發(fā)現(xiàn)晶向?qū)ぜ骄鶞囟扔幸欢ǖ挠绊?隨著切削速度、切削深度、負(fù)前角和刀尖圓弧半徑的變大,工件平均溫度升高;隨著正前角、孔結(jié)構(gòu)數(shù)量和尺寸的增大,工件平均溫度降低。本文的研究結(jié)果對(duì)于納米切削過程中工件溫度的影響規(guī)律具有一定的理論指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG506

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1149312