本文選題：超精密切削　切入點：金剛石刀具　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：大型鋁合金反射鏡是保證空間光學(xué)系統(tǒng)高分辨率的重要元件,其加工面形誤差直接影響反射鏡的使用性能。金剛石超精密切削由于具有確定性加工等技術(shù)優(yōu)勢,是實現(xiàn)大型鋁合金反射鏡高效超精密切削加工的重要方法。在大型鋁合金反射鏡金剛石超精密切削過程中,由于零件尺寸大,切削路程長且加工過程中不宜換刀、零件內(nèi)外緣的切削速度差值大,造成嚴重刀具磨損和刀具熱伸長,成為了制約大型鋁合金反射鏡加工面形精度提高的關(guān)鍵問題,因此展開相關(guān)問題的研究具有理論意義與實際應(yīng)用價值。在大型鋁合金反射鏡超精密切削過程中,金剛石刀具磨損機制與磨損規(guī)律的分析是探索減少刀具磨損對反射鏡加工面形精度影響的基礎(chǔ)。本文建立了單晶鋁金剛石刀具超精密切削分子動力學(xué)仿真模型,通過仿真結(jié)果分析了金剛石刀具磨損機制,并進行了鋁合金超精密切削刀具磨損實驗,驗證了刀具磨損機制仿真結(jié)果的正確性。通過分子動力學(xué)仿真與刀具磨損實驗,研究了切削參數(shù)和刀具幾何參數(shù)對刀具磨損影響的主次關(guān)系及影響規(guī)律,為分析刀具磨損對大型鋁合金反射鏡加工面形精度的影響提供了依據(jù)。刀具磨損程度是直接影響大型鋁合金反射鏡加工面形精度的關(guān)鍵因素。本文從圓弧刃金剛石刀具超精密切削已加工表面形成過程研究入手,分析了刀具磨損形態(tài)與有效切削厚度之間的內(nèi)在聯(lián)系�；诘毒吣p帶微觀形貌特征的檢測與分析,提出了反映刀具磨損所致切削刃廓形變化程度的刀具磨損表征參數(shù)Hc。采用表面三維重構(gòu)與二維輪廓截面相結(jié)合的方法,實現(xiàn)了刀具磨損表征參數(shù)Hc的獲取,建立了鋁合金超精密切削過程中刀具磨損表征參數(shù)Hc的數(shù)學(xué)模型。通過大型鋁合金反射鏡金剛石超精密切削實驗,獲得了切削路程對刀具磨損表征參數(shù)Hc及加工面形精度的影響規(guī)律,為減少刀具磨損對大型鋁合金反射鏡加工面形誤差影響的技術(shù)措施提供了依據(jù)。刀具熱變形對大型鋁合金反射鏡加工面形精度有著至關(guān)重要的影響。本文通過鋁合金超精密切削過程的有限元仿真與實驗研究,分析了刀具磨損與工藝參數(shù)對切削溫度的影響。在此基礎(chǔ)上,基于金屬切削理論及有限元仿真,建立了考慮刀具磨損的鋁合金超精密切削過程中刀具熱伸長的模型,分析了切削參數(shù)、刀具幾何參數(shù)及刀具磨損對刀具熱伸長影響的主次關(guān)系,為研究刀具熱伸長對大型鋁合金反射鏡加工面形精度的影響提供了依據(jù)。在以上研究的基礎(chǔ)上,進行了大型鋁合金反射鏡超精密切削加工工藝實驗,獲得了切削速度與刀具后角對大型鋁合金反射鏡加工面形精度的影響規(guī)律�；诘毒吣p表征參數(shù)Hc與刀具熱伸長的數(shù)學(xué)模型,采用非支配排序遺傳算法對工藝參數(shù)進行了優(yōu)化,獲得了大型鋁合金反射鏡超精密切削優(yōu)化的切削參數(shù)與刀具幾何參數(shù),并通過切削實驗驗證了工藝參數(shù)優(yōu)化方法的有效性。研究結(jié)果為大型鋁合金反射鏡超精密切削加工工藝參數(shù)的選擇提供了依據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：V46

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本文編號：1699858