CVD金剛石因其高硬度、高耐磨性、高導熱系數(shù)和低摩擦系數(shù)成為制備微銑刀的理想材料,但是它的難加工特性導致采用傳統(tǒng)的磨削加工時制備效率低下。為了解決此問題,本文提出了激光誘導金剛石石墨化與精密磨削相結(jié)合的復合加工工藝制備CVD金剛石微銑刀的新方法,揭示了激光輻照下CVD金剛石的石墨化機理,探索了激光參數(shù)和精密磨削參數(shù)對CVD金剛石微銑刀切削刃質(zhì)量和后刀面粗糙度的影響規(guī)律,制備了具有優(yōu)良切削性能的CVD金剛石微銑刀。復合加工工藝的提出和新型微銑刀的研制豐富了微銑刀的制備工藝,為高性能微銑刀的設(shè)計制造理論、研發(fā)和應(yīng)用研究奠定了重要基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容如下:（1）通過對激光加工材料的物理過程分析,研究了紅外納秒激光作用下CVD金剛石石墨化的機理。通過激光誘導石墨化試驗,研究了激光參數(shù)和輔助氣體對金剛石相變深度的影響規(guī)律,以及激光參數(shù)對分界線輪廓最大高度和分界面形貌的影響規(guī)律。結(jié)果表明,單脈沖能量越大,掃描速度和填充間距越小,金剛石相變深度和分界線輪廓最大高度越大,分界面質(zhì)量越差,表面粗糙度越大。（2）在激光誘導石墨化后,進行了CVD金剛石微銑刀的精密磨削試驗,研究了磨削參數(shù)對微銑刀切削刃鈍圓半徑... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

微小型產(chǎn)品與結(jié)構(gòu)

微細銑削加工是常規(guī)銑削向微細領(lǐng)域的延伸，兩者都是使用刀具來去除工件材料以獲面。但是微細銑削由于加工尺寸的縮小，其材料去除機理相較于常規(guī)銑削有所差別，要的體現(xiàn)就是在微細銑削過程中存在著嚴重的尺寸效應(yīng)，導致加工表面質(zhì)量變差，毛刀具易斷裂等[32,33]。在微細銑削過程中，隨著每齒進給量的變化，銑削力的變化趨勢呈現(xiàn)出非線性，且隨給量的不斷減小，非線性趨勢更為明顯。同時，切削比能隨著每齒進給量的減小會迅，在此過程中，用以去除材料的能量比例不斷減少，而更多的能量則用以抵抗加工表變形[34]。在傳統(tǒng)宏觀銑削加工過程中，每齒進給量和切削深度一般都在毫米或亞毫米級，遠大削刃的鈍圓半徑，所以在加工過程可認為切削刃是完全鋒利的[35]，如圖 1.2（a）所示細銑削加工中，由于每齒進給量和切削深度只有幾微米到幾十微米，和刀具切削刃鈍同一數(shù)量級上，所以在此過程中，切削刃鈍圓半徑的影響已不容忽視，如圖 1.2（b）所工過程中，隨著每齒進給量的減小，微銑刀的切削作用減弱[36]，刀具在工件表面的滑和擠壓現(xiàn)象嚴重，導致切削比能增大，工件表面質(zhì)量變差，刀具磨損嚴重[37]。

（a）球頭微銑刀[48]（b）多切削刃微銑刀[49]圖 1.3 納米聚晶金剛石微銑刀圖 1.4 納米聚晶金剛石微銑刀刀具制備過程示意圖[49]1.3.3 電火花加工電火花加工是通過工具電極和工件之間的脈沖放電來實現(xiàn)材料去除的加工方法，該方法的優(yōu)點是加工效率比較高，并且加工過程不會受到工件結(jié)構(gòu)的約束[50]，可以制備出各種形狀、尺寸的微銑刀。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]模具鋼微流道溝槽的激光銑削試驗研究[J]. 王續(xù)躍,呂書森,胡亞峰,王連吉,徐文驥.  兵工學報. 2010(05)
[2]基于聚焦離子束銑削技術(shù)的微刀具制備[J]. 張少婧,徐宗偉,房豐洲,胡小唐.  天津大學學報. 2010(05)
[3]金剛石單晶解理斷裂的研究[J]. 宿慶財,孫廣增,宿超,亓永新,徐振軍,李木森.  金剛石與磨料磨具工程. 2008(04)

博士論文
[1]PCD微細銑刀的設(shè)計與制造基礎(chǔ)研究[D]. 戰(zhàn)忠波.南京航空航天大學 2015
[2]微結(jié)構(gòu)的銑削與電火花復合精密加工系統(tǒng)及工藝基礎(chǔ)研究[D]. 王志強.天津大學 2014
[3]微細銑削尺寸效應(yīng)基礎(chǔ)研究[D]. 趙孟.南京航空航天大學 2014
[4]微細電火花集成加工技術(shù)的研究[D]. 禇旭陽.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[5]微細銑削工藝基礎(chǔ)與實驗研究[D]. 趙巖.哈爾濱工業(yè)大學 2008

碩士論文
[1]CVD金剛石微銑刀的研磨拋光研究[D]. 夏浥.南京航空航天大學 2016
[2]單晶金剛石微型刀具刃磨工藝研究[D]. 秦子龍.南京航空航天大學 2015
[3]248nm準分子激光與三種無機非金屬光學材料相互作用研究[D]. 李樂.武漢理工大學 2014
[4]鈦合金表面微結(jié)構(gòu)電火花加工及其水潤滑摩擦學特性研究[D]. 張振夫.南京航空航天大學 2009



本文編號：3316686