【摘要】：當(dāng)超精密切削加工實(shí)現(xiàn)納米級去除材料時(shí),工件亞表層缺陷結(jié)構(gòu)對工件的加工質(zhì)量和使用壽命等都有直接影響�；阡X材料的優(yōu)點(diǎn),金屬鋁被廣泛應(yīng)用于高能激光系統(tǒng)的組件中,對其加工表面質(zhì)量和潔凈性具有很高的要求。因此,從分子和原子層面研究亞表層缺陷結(jié)構(gòu)的演變過程,對提高加工表面質(zhì)量和解釋工件表層污染具有理論和實(shí)際意義�；诜肿觿恿W(xué)仿真理論,本文進(jìn)行了真空中金屬鋁的切削仿真,研究切削機(jī)理和切削現(xiàn)象。主要研究工件亞表層缺陷結(jié)構(gòu)的演變特征,分析應(yīng)力誘導(dǎo)位錯(cuò)形核擴(kuò)展的機(jī)制;通過統(tǒng)計(jì)亞表層缺陷原子數(shù)目和計(jì)算原子占比,研究切削深度對亞表層晶體結(jié)構(gòu)變化的影響。對于多晶鋁的切削仿真,重點(diǎn)分析了晶界對位錯(cuò)滑移擴(kuò)展的阻礙作用、以及晶界和位錯(cuò)對切削力波動和應(yīng)力分布的影響。建立水介質(zhì)中金屬鋁的切削仿真模型,對比相同參數(shù)下真空中的仿真結(jié)果,研究水介質(zhì)對工件亞表層晶體結(jié)構(gòu)變化的影響,發(fā)現(xiàn)水介質(zhì)中位錯(cuò)積聚時(shí)間較長;通過觀察切削過程中水介質(zhì)在工件和刀具之間的分布,分析工件表面應(yīng)力和溫度的分布狀態(tài),揭示水介質(zhì)能夠有效減弱刀具后刀面對材料的黏著現(xiàn)象,并且降低工件的整體溫度;進(jìn)一步分析了切削過程中切削力的變化,分析水介質(zhì)對切削力變化和波動幅度的影響。建立有機(jī)介質(zhì)中單晶鋁的切削仿真模型,詳細(xì)分析了三種加工環(huán)境中單晶鋁亞表層位錯(cuò)演變過程,進(jìn)一步分析水介質(zhì)和有機(jī)介質(zhì)的冷卻潤滑性能;通過分析亞表層不同晶體結(jié)構(gòu)原子數(shù)目的變化、表面原子的排列、表面應(yīng)力的分布和表面有機(jī)物的殘留量,研究切削深度對亞表層晶體結(jié)構(gòu)變化、表面質(zhì)量以及表面潔凈的影響規(guī)律;同時(shí)在單晶鋁工件表面上建立不同寬度的矩形槽,以模擬已經(jīng)存在的缺陷對加工表面質(zhì)量和表面潔凈的影響,從微觀層面分析工件內(nèi)部產(chǎn)生污染源的過程。最后進(jìn)行不同切削深度下的金屬鋁的超精密車削實(shí)驗(yàn),對試件的表面粗糙度和表面成分進(jìn)行檢測,分析工件的加工表面質(zhì)量與表面潔凈的關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG506
【圖文】：

a) 晶向轉(zhuǎn)變 b) 非晶向轉(zhuǎn)變圖 1-1 晶相和非晶相轉(zhuǎn)變[11][12]通過單晶和多晶碳化硅的納米刻劃仿真研究材料的去去除是晶相轉(zhuǎn)變的結(jié)果，亞表層損傷深度和切削力等隨于晶界的存在，多晶材料的變形更為復(fù)雜，伴隨著晶界

工過程中隨著溫度的升高而下降，并顯示出熱軟對金剛石納米壓痕晶體硅的影響，分析了氧氣圖 1-3 為建立壓痕模型和壓痕過程，a）為納米壓瞬態(tài)原子圖像。研究指出，氧氣分子被壓入工件成氧原子，并且滲入基體亞表層區(qū)域與硅原子結(jié)基體表層產(chǎn)生大量紊亂的非晶態(tài)原子。

a) 單晶鋁切削仿真模型 b) 多晶鋁切削仿真模型圖 2-1 真空中金屬鋁的切削仿真模型 水介質(zhì)中單晶鋁和多晶鋁的切削仿真模型對于實(shí)際的切削過程中，經(jīng)常使用切削液，一方面可以帶走切削過程中

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2764698