微納米切削裝置及實驗研究.pdf

1、現(xiàn)代科學技術的發(fā)展使塑性材料在航空航天、光學及電子等領域有著重要的應用，而且對加工質量有很高的要求。隨著超精密切削加工技術的發(fā)展，在超精密數(shù)控機床上利用金剛石刀具切削塑性材料已成為最為直接且行之有效的加工方法。超精密切削技術具有加工效率高、加工精度易于控制、可加工非球曲面及非對稱曲面等復雜曲面等優(yōu)點，同時超精密加工技術中還存在許多有待解決的問題，所以進一步研究塑性材料的超精密切削技術對當今制造技術的發(fā)展具有重要意義。目前超精密加工領域的

2、進一步發(fā)展在一定程度上受到納米加工機理缺乏深入研究的限制，用建立在連續(xù)介質力學基礎上的有限元方法和傳統(tǒng)加工的剪切模型來解釋納米切削機理顯然是不合適的，目前有不少人用分子動力學計算和仿真納米切削過程，由于計算規(guī)模不夠大，而相應級別的切削實驗困難，還不能相互驗證。為此，本文搭建了可以實現(xiàn)微納米切削的實驗裝置，以從實驗的角度研究納米切削機理，為民用工業(yè)和國防工業(yè)中高精度零件和元器件的超精密和納米加工提供必要的實驗數(shù)據(jù)支撐。具體研究內(nèi)容包括以下

3、幾個方面：首先，設計并搭建了一套簡單、能實現(xiàn)微納米切削的實驗裝置。制定了研究方案設計，設計了實驗裝置結構原理圖、連接件的機械結構及尺寸。其次，在所搭建的實驗裝置上通過大量的微納米切削實驗，利用原子力顯微鏡和掃描電子顯微鏡，研究了微納米切削的過程中，切削速度和背吃刀量對切屑形態(tài)的影響。研究了振動對已加工表面形貌及切屑形態(tài)的影響，并分析振動產(chǎn)生的原因。最后，在切削深度小于1μm的切削條件下，利用原子力顯微鏡研究了切削速度和背吃刀量對已加工表