玻璃、陶瓷等硬脆材料由于其硬度高、強(qiáng)度大、耐高溫、耐腐蝕等特點,近年來得到了廣泛的關(guān)注與使用。由于其高硬度、高脆性、斷裂韌性低的特點,導(dǎo)致其在加工過程中極易出現(xiàn)斷裂等不良現(xiàn)象。隨著微加工技術(shù)的不斷發(fā)展,微細(xì)銑削技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各種行業(yè),對于硬脆材料的微細(xì)加工也提出了新的要求。本課題使用微球頭銑刀對硬脆材料進(jìn)行塑性域加工,研究硬脆材料的微細(xì)銑削加工特性及加工機(jī)理,結(jié)合了微銑削與常規(guī)銑削的不同加工現(xiàn)象,從尺寸效應(yīng)及最小切削厚度方面對硬脆材料的微銑削機(jī)理進(jìn)行了分析研究。并結(jié)合了微球頭銑刀幾何模型及銑削加工過程中的瞬時切削厚度模型,加入了刀具傾角的影響,建立了綜合犁耕力及剪切力的線性力模型,進(jìn)而分析材料的加工過程。為了減少微銑刀具自身變形和刀具振動對加工結(jié)果的影響,減少硬脆材料在加工過程中發(fā)生脆性斷裂情況,本文以銑刀伸出長度為變量條件,利用ANSYS對微銑刀力學(xué)特性進(jìn)行了分析研究,對銑刀進(jìn)行應(yīng)力變形及模態(tài)分析,以確定銑刀的最佳伸出長。此外,本文還在自行研制的微銑削實驗平臺上,以玻璃為對象,利用正交實驗方法對硬脆材料進(jìn)行了微銑削實驗研究,通過對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,研究了各加工參數(shù)對實驗結(jié)果的影響程度及單因素加工參數(shù)變化下實驗結(jié)果的變化趨勢,并通過銑削力理論數(shù)值與實驗所測數(shù)值對比,對所建立的銑削力模型進(jìn)行了驗證。
【學(xué)位單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TG54
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景與意義
    1.2 硬脆材料及其應(yīng)用
        1.2.1 單晶材料的發(fā)展及應(yīng)用
        1.2.2 新型陶瓷材料的發(fā)展及應(yīng)用
        1.2.3 玻璃材料的發(fā)展及應(yīng)用
    1.3 硬脆材料的加工技術(shù)
        1.3.1 硬脆材料切割加工技術(shù)
        1.3.2 硬脆材料切削加工技術(shù)
        1.3.3 硬脆材料磨削加工技術(shù)
        1.3.4 硬脆材料特種加工技術(shù)
    1.4 硬脆材料微細(xì)銑削技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.4.1 微細(xì)銑削技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.4.2 微銑刀研究發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.3 硬脆材料微細(xì)銑削技術(shù)
    1.5 微細(xì)銑削力建模研究現(xiàn)狀
    1.6 本文主要研究內(nèi)容及研究路線
第二章 硬脆材料微銑削機(jī)理及銑削力建模研究
    2.1 引言
    2.2 硬脆材料微銑削機(jī)理
        2.2.1 尺寸效應(yīng)
        2.2.2 最小切削厚度
        2.2.3 硬脆材料脆塑轉(zhuǎn)變機(jī)理
        2.2.4 脆塑轉(zhuǎn)變臨界切削深度
        2.2.5 硬脆材料微銑削機(jī)理
    2.3 球頭銑刀銑削力模型建立
        2.3.1 微徑球頭銑刀刃線模型
        2.3.2 瞬時切削厚度
        2.3.3 加工傾角對球銑過程的影響
        2.3.4 球頭銑刀銑削力模型的建立
    2.4 本章小結(jié)
第三章 球頭銑刀有限元分析
    3.1 引言
    3.2 球頭銑刀的有限元模型建立
    3.3 靜力分析
        3.3.1 網(wǎng)格劃分
        3.3.2 施加約束
        3.3.3 應(yīng)力變形分析
    3.4 模態(tài)分析
        3.4.1 刀具外力頻率
        3.4.2 模態(tài)分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 實驗平臺建立及實驗方案設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 實驗平臺建立
        4.2.1 實驗平臺
        4.2.2 實驗儀器
    4.3 實驗設(shè)計
        4.3.1 實驗用材選擇
        4.3.2 實驗方案設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
第五章 硬脆材料球頭銑刀銑削實驗研究
    5.1 引言
    5.2 銑削實驗分析
        5.2.1 實驗結(jié)果分析
        5.2.2 實驗因素分析
    5.3 力模型實驗分析
        5.3.1 銑削力系數(shù)的確定
        5.3.2 銑削力模型的驗證
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 尹鎮(zhèn)東;田哲明;程恕;;非金屬硬脆材料加工機(jī)具的現(xiàn)狀及今后發(fā)展[J];遼寧機(jī)械;1984年01期

2 徐九華,王珉,張幼楨,嚴(yán)麗麗;硬脆材料的切削模型與應(yīng)用實例[J];航空工藝技術(shù);1992年02期

3 Fritz Klocke;Andreas Weber;Bernd Bresseler;;超聲波在硬脆材料磨削中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代制造;2007年05期

4 張坤領(lǐng);;硬脆材料加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J];組合機(jī)床與自動化加工技術(shù);2008年05期

5 陳振理;;硬脆材料加工技術(shù)的研究[J];天津冶金;2011年05期

6 王化德;;應(yīng)用金剛石燒結(jié)體鉆頭加工硬脆材料[J];機(jī)械工藝師;1990年06期

7 王化德;硬脆材料鉆孔加工技術(shù)的研究[J];光學(xué)技術(shù);1991年01期

8 張國林,陳玉全;加工硬脆材料的電鍍金剛石絲鋸[J];儀表技術(shù)與傳感器;1992年04期

9 康善存;硬脆材料的精密切割及其發(fā)展趨勢[J];機(jī)械制造;1997年07期

10 康善存;硬脆材料的精密切割與發(fā)展趨勢(上)[J];制造技術(shù)與機(jī)床;1997年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 曹志強(qiáng);硬脆材料液流懸浮超光滑加工的理論與實驗研究[D];吉林大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 王園園;硬脆材料激光與超聲復(fù)合加工實驗研究[D];安徽建筑大學(xué);2015年

2 孫曉雷;硬脆材料微細(xì)銑削加工特性研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

3 鄭練;硬脆材料超聲旋轉(zhuǎn)套料加工系統(tǒng)的研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

4 趙衛(wèi);超硬脆材料的超精密加工技術(shù)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2006年

5 于建元;難導(dǎo)電硬脆材料電化學(xué)放電加工機(jī)理研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

6 武治政;硬脆材料的微尺度磨削加工表面質(zhì)量的研究[D];東北大學(xué);2012年

7 閻旭強(qiáng);基于硬脆材料微磨削的電鍍金剛石微磨具磨損機(jī)理研究[D];東北大學(xué);2013年

8 唐賢炬;碳化鎢光學(xué)模具的超聲研磨裝置的研發(fā)及其加工特性研究[D];湖南大學(xué);2010年

本文編號：2838410