本文關(guān)鍵詞：各向同性熱解石墨精密切削刀具磨損機理的研究

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【摘要】：作為一種新型高性能石墨材料,各向同性熱解石墨具有密度小,抗熱沖擊性好,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、船舶制造、航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛應用。由于各向同性熱解石墨的硬度高、脆性大等特點,在加工過程中容易產(chǎn)生崩邊、表面凹坑等加工質(zhì)量問題,各向同性熱解石墨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。以上這些因素制約了其進一步的推廣和應用。論文以各向同性熱解石墨切削過程中刀具磨損機理為出發(fā)點,利用各向同性熱解石墨車削試驗,對比分析了硬質(zhì)合金刀具、聚晶金剛石刀具和單晶金剛石刀具磨損形貌及磨損過程,研究了這三種刀具的磨損機理以及聚晶金剛石刀具切削各向同性熱解石墨過程中石墨轉(zhuǎn)移膜的形成機理。首先,利用硬度壓痕試驗,對各向同性熱解石墨進行了硬度方面的檢測分析,研究了不同載荷下各向同性熱解石墨材料硬度值的變化情況,分析了材料硬度值存在的尺寸效應問題。其次,采用相同的切削參數(shù)和刀具幾何參數(shù),分別利用硬質(zhì)合金刀具、聚晶金剛石刀具和單晶金剛石刀具進行各向同性熱解石墨材料切削試驗。以切削距離作為唯一變量,觀察了不同切削距離下刀具磨損形貌、磨損過程,檢測試件已加工表面粗糙度,綜合刀具磨損形貌、各向同性熱解石墨材料特性和刀具材料特性等多方面因素,研究了三種刀具磨損機理。最后,針對聚晶金剛石刀具切削各向同性熱解石墨過程中出現(xiàn)的石墨轉(zhuǎn)移現(xiàn)象,研究了石墨轉(zhuǎn)移膜形成過程及形成機理,分析了影響石墨轉(zhuǎn)移膜成膜質(zhì)量的關(guān)鍵因素,討論了石墨轉(zhuǎn)移膜的形成對表面加工質(zhì)量和切削力的影響。
【關(guān)鍵詞】：各向同性熱解石墨 壓痕試驗 金剛石刀具 磨損機理 石墨轉(zhuǎn)移膜
【學位授予單位】：沈陽航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG711
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 主要符號表12-13
• 第1章 緒論13-22
• 1.1 課題研究背景及意義13-15
• 1.1.1 研究背景13-15
• 1.1.2 課題的研究意義15
• 1.2 各向同性熱解石墨15-18
• 1.2.1 各向同性熱解石墨的制備15-16
• 1.2.2 各向同性熱解石墨的性能及微觀形貌16-18
• 1.3 石墨材料切削加工刀具磨損研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3.2 國外研究現(xiàn)狀19
• 1.4 石墨轉(zhuǎn)移膜研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4.2 國外研究現(xiàn)狀20
• 1.5 課題來源以及主要研究內(nèi)容20-22
• 1.5.1 課題來源20
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 各向同性熱解石墨硬度壓痕試驗中的尺寸效應22-31
• 2.1 引言22
• 2.2 壓痕試驗22
• 2.3 樣品制備及壓痕設(shè)備22-23
• 2.4 結(jié)果與討論23-27
• 2.4.1 壓痕形貌23-25
• 2.4.2 硬度壓痕尺寸效應25-26
• 2.4.3 比例試樣阻力模型分析26-27
• 2.5 逆壓痕尺寸效應形成過程的理論分析27-29
• 2.6 本章小結(jié)29-31
• 第3章 硬質(zhì)合金刀具磨損機理31-39
• 3.1 引言31
• 3.2 試驗設(shè)計與規(guī)劃31-33
• 3.2.1 切削參數(shù)的選擇31
• 3.2.2 試驗機床及檢測設(shè)備31-33
• 3.2.3 硬質(zhì)合金刀具33
• 3.3 硬質(zhì)合金刀具磨損形貌以及磨損過程33-35
• 3.4 硬質(zhì)合金表面加工質(zhì)量35-36
• 3.5 硬質(zhì)合金刀具磨損規(guī)律36-37
• 3.5.1 磨粒磨損36-37
• 3.5.2 切削刃崩刃37
• 3.6 本章小結(jié)37-39
• 第4章 單晶金剛石刀具磨損機理39-49
• 4.1 引言39
• 4.2 試驗設(shè)計與規(guī)劃39-40
• 4.3 單晶金剛石刀具磨損形貌以及磨損過程40-43
• 4.4 單晶金剛石表面加工質(zhì)量43-45
• 4.5 單晶金剛石刀具磨損特性45-48
• 4.5.1 磨粒磨損45-46
• 4.5.2 切削刃崩刃46
• 4.5.3 氧化磨損46-47
• 4.5.4 解理磨損47-48
• 4.6 本章小結(jié)48-49
• 第5章 聚晶金剛石刀具磨損機理49-59
• 5.1 引言49
• 5.2 試驗設(shè)計與規(guī)劃49-50
• 5.3 聚晶金剛石刀具磨損形貌以及磨損過程50-53
• 5.4 聚晶金剛石刀具表面加工質(zhì)量53-55
• 5.5 聚晶金剛石刀具磨損特性55-57
• 5.5.1 磨粒磨損55-56
• 5.5.2 切削刃崩刃56
• 5.5.3 氧化磨損56-57
• 5.6 本章小結(jié)57-59
• 第6章 石墨轉(zhuǎn)移膜形成機理分析59-67
• 6.1 引言59
• 6.2 石墨轉(zhuǎn)移膜形成過程研究59-61
• 6.2.1 石墨轉(zhuǎn)移膜形成過程的模型分析59-61
• 6.2.2 石墨轉(zhuǎn)移膜形成的驗證分析61
• 6.3 石墨轉(zhuǎn)移膜形成機理分析61-64
• 6.3.1 石墨晶體結(jié)構(gòu)61-62
• 6.3.2 材料組織缺陷62-63
• 6.3.3 環(huán)境氛圍63
• 6.3.4 石墨材料粒度63-64
• 6.3.5 石墨材料密度64
• 6.4 石墨轉(zhuǎn)移膜對切削過程的影響64-66
• 6.4.1 表面加工質(zhì)量64-65
• 6.4.2 切削力65-66
• 6.5 本章結(jié)論66-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻69-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學術(shù)論文73

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本文編號：932219