微結構被廣泛應用于航空航天、民用照明等功能表面中,其可以改善飛行器的動力學性能,提升飛行器的壽命,并可以使飛行器達到隱身的目的。為了得到高精度的微結構表面,加工刀具不能和微結構發(fā)生干涉現(xiàn)象,這就要求金剛石刀具的刀尖圓弧必須很小才行。微圓弧金剛石刀具在微結構表面加工過程中具有很重要的地位,微圓弧金剛石刀具可以刃磨出很小的切削刃鈍圓半徑,可以很好的減小材料的尺寸效應和加工過程中的犁切效應,這是微銑刀等微刀具所不具備的特點。但是,由于微圓弧金剛石刀具的刀尖圓弧半徑極小,使得刀尖強度極小,在加工過程中極易發(fā)生磨損,而刀具的磨損將會對微結構的表面精度造成破壞性影響。為了解決微圓弧金剛石刀具磨損對表面精度的影響,本文將圍繞刀具自身參數(shù)和加工切削參數(shù)的角度對微圓弧金剛石刀具磨損的抑制方法進行研究。本文建立了微圓弧金剛石刀具切削加工在微量潤滑條件下的切削溫度場,并確定了切削液的選擇標準。由于金剛石刀具宏觀磨損的主要原因有兩點:切削力和切削熱。降低切削溫度的有效方法為微量潤滑（MQL）。為了探究微量潤滑對切削溫度的降低作用,本文采用傅里葉熱傳導定律建立了微圓弧金剛石刀具在干摩擦條件下的切削溫度場的計算模... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同表面

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-2-半徑也可以達到1μm以下，最小切削厚度可達幾十個納米，加工出的表面粗糙度可在納米數(shù)量級。但要進一步到達納米級的切削厚度，金剛石刀具的制備和刃磨是一項艱難的工作。單晶金剛石刀具的制造工序包括參數(shù)設計、選料、晶體定向、開坯、裝夾、粗磨、精磨等。a)球形表面微結構b)微型溝壑c)金字塔型表面微結構圖1-1不同表面微結構形貌[3]實現(xiàn)微結構表面的加工，不僅需要超精密的加工設備，還需要特定刀尖幾何參數(shù)的刀具，例如加工幅值大、周期小的正弦結構時，為了防止刀具圓弧區(qū)域與工件表面微結構部分發(fā)生干涉現(xiàn)象，要求刀具具有更小的刀尖圓弧半徑[4]。微圓弧金剛石刀具就是為了加工這種微結構表面而設計的，如圖1-2所示。圖1-2微圓弧金剛石刀具[3]微圓弧金剛石刀具通常是指刀尖圓弧半徑小于100μm的金剛石刀具，所以微圓弧金剛石刀具的制備要比普通圓弧刃金剛石刀具困難的多，對刃磨機床的精度要求更高，尤其是刀尖微圓弧半徑小于30μm的表面微結構或微小零件加工刀具，要求刃磨工藝相當成熟、穩(wěn)定，即便是刃磨參數(shù)較小的變化都可能引起較大的刃磨誤差[5]。微圓弧金剛石刀具在光學微結構表面的加工中具有很大的應用價值，例如在鍺材料衍射元件的加工過程中，利用微圓弧金剛石刀具可以使得由于刀尖圓弧半徑而引起的衍射元件的攔光效應大大降低[6]。近年來，隨著微結構功能表面、微光學薄膜和微小零件加工技術發(fā)展的迅速，高效低成本的批量加工已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。在此需求背景下，由于微圓弧金剛石刀具的使用壽命會影響到微圓弧金剛石刀具的使用情況，因此提升微圓弧金剛石刀具壽命就極為重要。由于微結構表面對于形狀精度的嚴格要求，當?shù)毒吣p時，將會對微結構表面的形狀精度造成很大的影響，因此

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