基于材料去除機(jī)理的石英玻璃旋轉(zhuǎn)超聲端面銑削工藝研究.pdf

1、石英玻璃具有耐高溫、膨脹系數(shù)低、耐熱震性、高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于化工、電子、冶金以及國(guó)防等工業(yè)領(lǐng)域，但由于石英玻璃的物理機(jī)械性能尤其是韌性和強(qiáng)度與金屬材料相比有很大差異，在加工時(shí)材料承受的載荷很容易超過(guò)材料的屈服極限而發(fā)生斷裂破壞，因此，采用傳統(tǒng)加工方式不但加工效率低，而且伴隨著刀具磨損嚴(yán)重、破碎崩邊等問(wèn)題。旋轉(zhuǎn)超聲加工以其卓越的加工能力可為此類(lèi)硬脆材料高效去除加工提供有效的解決方案。
　　本文分別從材料行為、裂紋擴(kuò)展

2、方式、刀具磨粒運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與軌跡仿真以及工藝參數(shù)影響規(guī)律等四個(gè)方面對(duì)石英玻璃的高頻旋轉(zhuǎn)超聲銑削工藝規(guī)律與材料去除機(jī)理進(jìn)行討論與分析。論文的主要工作主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi):
　　(1)基于ANSYS/LS-DYNA有限元仿真平臺(tái)，對(duì)石英玻璃旋轉(zhuǎn)超聲銑削過(guò)程進(jìn)行了建模仿真，分析了材料去除過(guò)程中刀-工作用區(qū)應(yīng)力場(chǎng)分布特性，研究了金剛石刀具高頻往復(fù)沖擊時(shí)復(fù)合作用導(dǎo)致的裂紋萌生與擴(kuò)展，闡明了材料去除機(jī)理。
　　(2)通過(guò)MATLAB軟件

3、對(duì)進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速以及超聲振動(dòng)頻率對(duì)刀具端面磨?？臻g三維運(yùn)動(dòng)軌跡的影響規(guī)律進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)模擬，從理論上分析了超聲激勵(lì)作用對(duì)刀具磨粒速度以及加速度的影響規(guī)律，描述了金剛石磨粒運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)特征及其與待去除材料的交互作用特點(diǎn)。
　　(3)通過(guò)納米壓痕實(shí)驗(yàn)和劃痕試驗(yàn)研究了石英玻璃在連續(xù)線(xiàn)性載荷控制和深度控制下的石英玻璃材料形貌變化過(guò)程，獲得了石英玻璃納米壓痕載荷深度曲線(xiàn)以及彈-塑-脆三態(tài)變化的深度、載荷、聲學(xué)信號(hào)曲線(xiàn)，并總結(jié)了石英玻璃微觀