目前,在微電子工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)設(shè)備、電子通訊、精密儀器、航空航天等領(lǐng)域,對(duì)具有一定形狀精度、尺寸精度和表面質(zhì)量要求的微小型器件和結(jié)構(gòu)的需求突飛猛進(jìn)。微銑削加工以其加工效率高、能夠加工復(fù)雜的三維曲面等優(yōu)點(diǎn)成為加工高精度微小型零件的主要技術(shù)之一。為了獲得超高加工精度和超光滑加工表面的工件,高精度的金剛石微銑刀是必須具備的條件。金剛石車刀的機(jī)械刃磨技術(shù)為金剛石微銑刀的制備提供了一定研究基礎(chǔ),但是,金剛石微銑刀在刃磨工藝和高精度裝配上存在異于金剛石車刀的問題,這些問題制約了金剛石微銑刀制備技術(shù)的發(fā)展。本文以單晶金剛石機(jī)械研磨相變各向異性為切入點(diǎn),設(shè)計(jì)了微銑刀刀頭前后刀面定向和固定方法,研究了機(jī)械刃磨工藝和裝配方法,完成了高精度金剛石微銑刀的制備,具體研究?jī)?nèi)容如下:利用高分辨率電子顯微鏡和電子能量損失光譜,從實(shí)驗(yàn)角度觀察到相變具有各向異性的特征。揭示了金剛石晶體機(jī)械研磨相變加工機(jī)理,利用分子動(dòng)力學(xué)方法從晶體學(xué)角度對(duì)不同晶面晶向的單晶金剛石晶體機(jī)械研磨機(jī)理進(jìn)行了解釋,認(rèn)為金剛石晶體的機(jī)械研磨效率在很大程度上取決于已加工表面和磨屑中sp²雜化碳原子與無定形sp3雜化碳原子的比例,...

【文章頁(yè)數(shù)】：143 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景、研究目的及意義
        1.1.1 課題來源及研究背景
        1.1.2 研究目的及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外在該研究領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 單晶金剛石機(jī)械研磨加工機(jī)理研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微銑刀制造技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.4 本課題研究?jī)?nèi)容
第二章 金剛石晶體機(jī)械研磨效率各向異性的形成機(jī)理研究
    2.1 引言
    2.2 單晶金剛石晶體中機(jī)械研磨所致相變的TEM實(shí)驗(yàn)觀測(cè)
        2.2.1 TEM觀測(cè)樣品的制備
        2.2.2 TEM實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        2.2.3 拉曼光譜分析
    2.3 單晶金剛石機(jī)械研磨過程的分子動(dòng)力學(xué)仿真建模
        2.3.1 分子動(dòng)力學(xué)模擬參數(shù)選擇和實(shí)現(xiàn)手段
        2.3.2 單晶金剛石機(jī)械研磨過程分子動(dòng)力學(xué)仿真模型的建立
    2.4 單晶金剛石機(jī)械研磨效率各向異性的分子動(dòng)力學(xué)仿真分析
        2.4.1 徑向分布函數(shù)分析
        2.4.2 配位數(shù)分析
        2.4.3 機(jī)械研磨效率各向異性的形成機(jī)理
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于相變碳原子低溫退火演化規(guī)律的刀面晶向選擇方法
    3.1 引言
    3.2 金剛石晶體機(jī)械研磨表面的機(jī)械性能改善方法
    3.3 低溫退火下金剛石表層相變碳原子的各向異性演化規(guī)律
        3.3.1 有序sp²碳原子統(tǒng)計(jì)分析
        3.3.2 原子密度分析
        3.3.3 原子結(jié)構(gòu)的演變分析
    3.4 單晶金剛石微銑刀的晶面定向和刀頭固定方法設(shè)計(jì)
        3.4.1 前后刀面的晶面定向方法
        3.4.2 焊接式銑刀頭固定方法
        3.4.3 機(jī)械裝夾式銑刀頭固定方法
    3.5 本章小結(jié)
第四章 焊接式單晶金剛石微銑刀的機(jī)械刃磨工藝研究
    4.1 引言
    4.2 機(jī)械刃磨工藝實(shí)驗(yàn)設(shè)備及前期準(zhǔn)備
    4.3 工藝參數(shù)對(duì)R{100}F{110}定向微銑刀的機(jī)械刃磨質(zhì)量的研究
        4.3.1 金剛石磨料粒徑尺寸的影響
        4.3.2 主軸轉(zhuǎn)速的影響
        4.3.3 單次進(jìn)給量的影響
        4.3.4 研磨壓力的影響
        4.3.5 往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程的影響
        4.3.6 往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率的影響
        4.3.7 擺軸擺速的影響
    4.4 工藝參數(shù)對(duì)R{100}F{100}定向微銑刀的機(jī)械刃磨質(zhì)量的研究
        4.4.1 金剛石磨料粒徑尺寸的影響
        4.4.2 主軸轉(zhuǎn)速的影響
        4.4.3 單次進(jìn)給量的影響
        4.4.4 研磨壓力的影響
        4.4.5 往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程的影響
        4.4.6 往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率的影響
        4.4.7 擺軸擺速的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 裝夾式單晶金剛石微銑刀的光學(xué)調(diào)校技術(shù)及銑削性能驗(yàn)證
    5.1 引言
    5.2 裝夾式金剛石銑刀片的制備
    5.3 金剛石微銑刀光學(xué)調(diào)校平臺(tái)總體設(shè)計(jì)
        5.3.1 平臺(tái)的功能需求分析
        5.3.2 光學(xué)調(diào)校平臺(tái)的構(gòu)成
        5.3.3 金剛石微銑刀的微調(diào)裝配過程
    5.4 金剛石微銑刀銑削性能的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        5.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        5.4.3 金剛石微銑刀刀具磨損分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3841813