超精密加工是可以實現(xiàn)最高加工精度等級的加工方法,加工精度可達納米級別,其在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,純銅材料制成的微結(jié)構(gòu)表面在光學(xué)、超精密測量等方面也得到更加廣泛的應(yīng)用,而特定微結(jié)構(gòu)和微器件則需要具有完好刃口的微圓弧金剛石刀具加工來獲取。為了保證超精密加工的精度,加工過程中微圓弧金剛石刀具的磨損需要重點考慮,刀具磨損量過大會直接影響已加工材料表面精度和表面完整性,影響其尺寸精度和面形精度,因此對微圓弧金剛石刀具磨損機理、磨損形貌和磨損量的預(yù)測有重要意義。首先,本文基于Deform-3D有限元軟件對微圓弧金剛石刀具切削純銅的過程進行分析,建立更符合實際情況的切削幾何模型、材料本構(gòu)模型、摩擦模型進行仿真。本研究通過改變刀具前后角、圓弧半徑、鈍圓半徑、切削用量,獲得各個切削參數(shù)對切削力、切削溫度以及刀具最大等效應(yīng)力的影響規(guī)律,并為后續(xù)磨損預(yù)測提供所需參數(shù)和理論依據(jù)。其次,本文通過選取適宜的微圓弧金剛石刀具加工工藝,改變微圓弧金剛石刀具前后刀面晶面組合、前后角組合、材質(zhì),獲取圓弧半徑50μm、刀具刃口完整無缺陷、圓弧波紋度滿足生產(chǎn)需求的圓柱后刀面刀具。本文基于Advant Edge軟件進行刀具磨... 

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【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及背景和研究意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 金剛石刀具切削純銅磨損研究
        1.2.2 微圓弧金剛石刀具修磨技術(shù)研究
        1.2.3 刀具磨損模型研究現(xiàn)狀
        1.2.4 刀具磨損有限元仿真分析的研究
        1.2.5 國內(nèi)外文獻綜述及簡析
    1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 微圓弧金剛石刀具車削純銅三維有限元仿真
    2.1 引言
    2.2 微圓弧金剛石刀具車削有限元模型及邊界條件
        2.2.1 微切削幾何模型
        2.2.2 工件材料模型
        2.2.3 工件摩擦模型與分離準(zhǔn)則
        2.2.4 網(wǎng)格劃分和邊界條件設(shè)置
        2.2.5 仿真設(shè)置準(zhǔn)確性驗證
    2.3 微圓弧金剛石刀具切削力變化規(guī)律
        2.3.1 刀具幾何參數(shù)對切削力影響
        2.3.2 切削用量對切削力影響
        2.3.3 刀具鈍圓半徑對切削力影響
    2.4 微圓弧刀具切削溫度場分布規(guī)律
        2.4.1 刀具幾何參數(shù)對切削溫度影響
        2.4.2 切削用量對切削溫度影響
        2.4.3 刀具鈍圓半徑對切削溫度影響
    2.5 微圓弧金剛石刀具等效應(yīng)力仿真結(jié)果分析
        2.5.1 刀具幾何參數(shù)對刀具等效應(yīng)力影響
        2.5.2 切削用量對刀具等效應(yīng)力影響
        2.5.3 刀具鈍圓半徑對刀具等效應(yīng)力影響
    2.6 本章小結(jié)
第3章 微圓弧金剛石刀具研磨及磨損建模
    3.1 引言
    3.2 微圓弧金剛石刀具研磨與檢測
        3.2.1 微圓弧金剛石刀具研磨工藝
        3.2.2 微圓弧金剛石刀具檢測
    3.3 微圓弧金剛石刀具車削純銅磨損仿真
        3.3.1 微圓弧金剛石刀具粘結(jié)磨損建模
        3.3.2 材料模型和仿真模型設(shè)置
        3.3.3 磨損仿真結(jié)果分析
    3.4 圓弧刃刀具磨損體積建模
        3.4.1 前刀面月牙洼磨損體積建模
        3.4.2 圓柱后刀面刃口磨損體積建模
        3.4.3 圓錐后刀面刃口磨損體積建模
    3.5 本章小結(jié)
第4章 微圓弧金剛石刀具磨損率預(yù)測及磨損對切削影響
    4.1 前言
    4.2 微圓弧金剛石刀具磨損率預(yù)測與比較
        4.2.1 前刀面月牙洼磨損建模
        4.2.2 刀具幾何參數(shù)對前刀面磨損率的影響
        4.2.3 切削用量對前刀面磨損率的影響
    4.3 微圓弧金剛石刀具磨損程度對切削過程的影響
        4.3.1 不同磨損程度的切削仿真建模
        4.3.2 前刀面磨損形貌對切削過程的影響
        4.3.3 后刀面磨損形貌對切削過程的影響
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3727461