本文關(guān)鍵詞：單晶硅表面超精密切削的分子動(dòng)力學(xué)研究

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【摘要】：由于超精密加工的精度已經(jīng)達(dá)到很高的水平,在切削過程中,切削深度有時(shí)會(huì)是幾層原子層或若干個(gè)原子,因此納米加工的材料去除方式是原子的離散過程。這與傳統(tǒng)的切削加工有很大差異,如果還繼續(xù)使用之前的切削理論來對(duì)其進(jìn)行闡述和分析,這將是十分不恰當(dāng)。受到加工條件和成本的限制,在實(shí)際環(huán)境下很難對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。因此,需要利用計(jì)算機(jī)和分子模擬方法對(duì)切削加工過程進(jìn)行模擬,從而分析整個(gè)納米加工過程的機(jī)理。在機(jī)械加工的過程中,使用分子動(dòng)力學(xué)模擬金剛石刀具對(duì)單晶硅表面進(jìn)行切削的過程。借助合理選擇的勢函數(shù),建立三維仿真模型,并從加工過程的瞬時(shí)圖像、原子間勢能和切削力的角度,分析加工機(jī)理,即:在刀尖的切削作用下,硅表面上的原子被擠壓剪切,原子鍵破壞,這些原子在刀具的推送下不斷擴(kuò)展延伸,部分變形原子會(huì)和已斷裂的原子鍵重新結(jié)合,形成已加工表面。其它的變形原子則會(huì)堆砌在刀具前面,變成切屑。為了更深入地了解加工過程,還對(duì)不同切削參數(shù)下的加工過程進(jìn)行了分子動(dòng)力學(xué)模擬,研究結(jié)構(gòu)表明:隨著切削深度的增加,切削力增大的同時(shí)表面粗糙度也會(huì)變大。切削速度的增大,會(huì)造成切削力短時(shí)間內(nèi)的劇烈變化,但對(duì)表面粗糙度的影響不明顯。適當(dāng)?shù)牡毒哓?fù)前角有利于提高工件的表面質(zhì)量。球形和圓錐形刀具因?yàn)榫哂幸欢ǖ呢?fù)前角,因此它們加工的工件表面質(zhì)量要優(yōu)于矩形和菱形刀具。
【學(xué)位授予單位】：佳木斯大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG506

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 羅熙淳,梁迎春,董申,李廣慧;分子動(dòng)力學(xué)在單點(diǎn)金剛石超精密車削機(jī)理研究中的應(yīng)用[J];工具技術(shù);2000年04期

2 張治國;;單晶硅納米切削的材料去除方式的研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2014年02期

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本文編號(hào)：1258496