一、超精密三角关系渗入EDM(论文文献综述)
胡朔[1](2021)在《熔石英组织结构和表面拓扑的吸附机理研究》文中认为由于在惯约装置中的强激光辐照下,有缺陷的表面形貌或含污染物黏附的光学元件极易损伤,熔石英光学元件损伤阈值随污染程度的加深急剧下降。观测发现元件表面部分区域极易污染,且一旦被有机污染物侵蚀就难以被清洗而达到洁净度规范,因此须从微观视角对其粘附机理进行探究。本文就是以光学元件材料“熔石英”为研究对象,针对上述问题,借助于分子动力学模拟与球谐函数表征对熔石英微观组织结构粘附机理和拓扑纳结构表面形貌润湿性深入分析,为实现对熔石英微观几何构型探索及自洁净功能表面、光学元件清洗工艺的发展提供基础理论和技术支撑。首先,明确了本文的研究思想和方法,并对光滑熔石英表面的探究发现,存在易黏附有机分子的表面微观势阱。通过对表面几何形状误差分解、性能优越的生物表面微纳复合结构以及对准晶体和金属玻璃研究的阐述得到了本文的研究思想。基于研究的空间尺度确定了以分子动力学理论为基础仿真,分别构建了水分子团簇、环形油分子于平面基底上以验证模拟的正确性,并探究了环形油分子在表面的粘附状态。利用分子动力学仿真了水滴在多种尺度各类表面纳结构形貌上的吸附过程,研究了水分子团簇的吸附作用机理和不同纳结构的表面润湿性。任意表面形貌可分解为不同正弦型表面的叠加,因此构造出不同振幅和频率的正弦型纳结构阵列及复眼型纳结构特征表面模型,在建立的基底模型上加入水滴模拟了吸附作用,结合水滴接触角、质量密度分布、质心高度探究其在不同纳结构表面的动态吸附过程、分析稳态表面润湿性及团簇形状,同时,将上述拓扑表面与矩形槽型、正方柱型表面阵列对比,从而得到了熔石英表面不同形貌特征的影响规律和水滴吸附作用机理。随后,运用球谐函数法统计与表征熔石英材料的微观组织结构,并分析了材料的中程有序性,合理解释了熔石英内部准晶体构型存在的必然性,最后构建准晶体熔石英材料探究表面润湿性以及油分子粘附机理。通过MD方法构建了块状熔石英材料,利用径向分布函数法验证模型的合理性。推导了球谐函数公式后自行编程对熔石英微观组织结构探究,发现在0.25nm≤r截断≤0.35nm范围内大部分原子的近邻原子数为4或8个。以0.3nm为研究尺度,发现熔石英中有39.95%的原子“中程有序”,且空间几何构型中“二十面体”占比最多。局部可视化分析得出,准晶体构型的存在是由于熔石英内部原子的空间结构保留了液态的无序性,成为中心氧原子的近邻原子亦有可能是周边四面体构型顶点上的原子。最后,利用干法刻蚀的手段在光学元件表面加工出多种尺度的微结构阵列,结合分子动力学的仿真探究了不同特征参数对表面润湿性的影响规律。通过比较分析不同加工工艺参数优缺点,最终确定了利用NLD刻蚀的手段并成功地在高硬度、耐腐蚀的光学元件表面构筑出了槽型阵列,借助白光干涉仪表征了加工的微结构形貌,利用接触角测量仪对制备出的微结构表面润湿性进行了实验性的测定与统计,并与仿真对比发现,水滴在光学元件表面上的吸附形态均是水柱状,并且随着结构单元的槽距或尺寸大小改变,仿真模拟与接触角实验测得的润湿性变化规律一致。
刘胜甫[2](2021)在《泡沫铝微孔加工及声学性能研究》文中指出泡沫铝是一种铝基合金内分布大量孔洞结构的新型材料,不但保留了金属材料的导电、高比强度等特性,而且具备轻质、吸声、吸能减振等多孔材料的特性,表现出结构功能一体化的特征,在潜艇、装甲车等国防以及高铁、汽车等交通领域具有广阔的应用前景。泡沫铝中高频吸声性能良好,但低频吸声性能很差,且吸声频带很窄,目前的研究主要是从制备方法上进行孔结构优化,少数学者研究了机械穿孔对泡沫铝声学性能的影响,但由于加工孔径较大,无法发挥出微小孔的吸声潜力,且未重视加工工艺对泡沫铝声学性能的影响。因此,本文在特种加工技术的基础上,通过优化相关工艺参数,在泡沫铝表面加工不同微孔结构,并研究其对泡沫铝样件在中低频段(250Hz-2000Hz)吸声性能的影响。首先,采用高速电火花打孔机在泡沫铝表面加工微孔,通过分析不同类型开孔泡沫铝和不同结构参数闭孔泡沫铝打孔前后吸声性能的变化规律,选取较为理想的试验样件。结果表明:开孔泡沫铝打孔后的吸声系数有所降低;不同孔隙率、不同厚度闭孔泡沫铝打孔后的吸声系数有不同程度的提升,厚度一定时,孔隙率为81.5%的样件,具有最优的吸声性能;孔隙率相同,打孔样件的厚度越大,吸声效果越好。其次,为了进一步提高微孔的加工精度和加工效率,尽可能地减少电极损耗,通过单因素试验,分别研究了峰值电流、脉冲宽度和电极直径对孔径间隙、加工时间及电极损耗的影响规律。研究表明:较小的峰值电流和脉冲宽度均有利于提高加工精度,但会降低加工效率;电参数一定时(峰值电流4A,脉冲宽度3档),随电极直径的增加,孔径间隙减小,加工精度提高,且电极损耗减少,但会使加工时间变长。最后,设计加工了不同的泡沫铝吸声结构,并研究了微孔结构、微孔分布、空腔深度以及组合结构对吸声峰值、吸声系数等指标的影响规律。结果发现:打孔孔径和打孔率具有最优范围,过大或过小均不利于吸声;打孔深度对吸声系数影响较大,随打孔深度的增加而增大;孔分布方式对吸声性能的影响较小,其中,常规正方形分布具有更好的吸声效果;随背腔深度的增加,吸收峰向低频方向移动,峰值逐渐降低;孔隙率较大的打孔样件与泡沫铝板组合的吸声效果更好;将未打孔样件置于打孔样件前,可以提升中低频段的吸声系数;不同类型的打孔泡沫铝样件进行适当组合,在1200Hz-2000Hz频段内,几乎可以吸收所有声波。
魏超[3](2020)在《基于喷雾冷却—激光刻蚀的金刚石涂层硬质合金衬底复合预处理方法研究》文中提出在硬质合金刀具表面沉积高质量金刚石涂层可显着改善刀具的切削性能,但较差的金刚石涂层-硬质合金衬底膜基结合性能一直制约着金刚石涂层刀具在精密加工领域的推广应用,影响硬质合金衬底与金刚石涂层间结合力的关键因素是硬质合金中钴粘结相的催石墨化作用。两步法可有效的去除硬质合金表面的钴粘结相,是硬质合金衬底预处理最常用的方法之一,然而该方法也存在首环节效率不高、粗化效果不可控、产生大量化学废液等问题。近年来可见大量应用激光直写技术对涂层刀具衬底进行预处理的报导,主要原理是利用激光热源直接将衬底表面粗化或形成特定织构,从而增加涂层与衬底之间的机械咬合力,改善刀具切削性能。激光直接作用于靶材表面会由于热影响区的存在使工件表面产生熔渣、裂纹等缺陷,应采取适当的冷却手段对热影响区范围进行有效的控制。本文针对目前硬质合金刀具预处理中存在的不足,以改善硬质合金衬底上CVD金刚石涂层质量、提高膜基附着强度、探索衬底预处理方法为研究目的,提出喷雾冷却辅助的激光预处理方法,主要内容如下:(1)以金刚石在硬质合金材料表面的生长机理为基础,总结和分析了硬质合金衬底表面金刚石涂层沉积所面临的主要问题。综述了近五年有关硬质合金衬底预处理方法及原理,深入探讨了激光预处理对硬质合金衬底的作用机理及对金刚石涂层沉积质量的影响;(2)基于离散相(DPM)模型开展了喷雾冷却换热的数值计算研究,建立了喷雾冷却模型,模拟了不同雾化压力、喷嘴孔径、喷嘴倾角及高度对喷雾雾化特性及冷却特性的影响;(3)应用响应曲面回归分析开展了硬质合金表面喷雾-激光复合预处理实验研究。分析了预处理工艺参数对衬底预处理效果的影响规律及各因素间的交互作用情况。定义了一个预处理质量因子Qi以量化的评价预处理效果;(4)通过响应曲面回归构建了响应结果的预测模型,采用最速上升法进行预处理工艺寻优,对预测模型的可靠性进行了实验验证;通过金刚石涂层沉积实验证明了预处理质量因子Qi作为评价预处理效果标准的适用性。图[71]表[27]参[186]
张韬杰[4](2019)在《基于固结磨料盘的钽酸锂高效研磨加工技术研究》文中认为钽酸锂(LiTaO3,以下简称LT)晶体是一种典型的单晶体多功能材料,具有优良的压电、铁电、声光及电光效应,因而被广泛应用于窄带滤波器、传感器、光子可调谐滤波器、声光器件、光陀螺仪等。但是由于钽酸锂晶体硬度低、脆性大,并且具有强各向异性等特点,在传统的游离磨料加工中易出现晶片碎裂、磨粒嵌入等问题,导致加工效率相对较低。为了解决游离磨料加工中存在的问题,本文利用固结磨料盘对钽酸锂晶片进行加工,主要研究工作包括以下几个方面:(1)Y-36°晶向钽酸锂晶体的弹性模量与硬度研究采用纳米压痕法研究了Y-36°晶向钽酸锂晶片的弹性模量和硬度。在进行纳米压痕实验时,如果加载力过小,实验测得的材料硬度和弹性模量结果容易受LT晶片表面粗糙度和压头压入晶片深度大小的影响,所以用纳米压痕法去研究LT晶体纳米力学性能时应选用较大的载荷。实验测得的Y-36°LT晶体的硬度值约为12.6 GPa。当加载力为810 mN时,Y-36°晶向的LT晶体用纳米压痕法测得并计算出来的弹性模量值较稳定,其平均值分别大约为235.8 GPa,受晶片表面粗糙度及加载力大小不同的影响较小。同时对LT加工过程中实际加工压力与其弹性模量的关系进行了分析。(2)固结磨料盘的研制研究了固结磨料盘的设计及制作工艺,固结磨料盘配方的设计,以及对固结磨料盘的结构设计、制作工艺、修整工艺等做了分析研究,设计出了加工效率高、质量好的固结磨料盘,检测和分析了所制作的固结磨料盘的物理特性,并对其进行了修整加工。(3)固结磨料盘研磨钽酸锂晶体采用单因素实验法分析了磨料种类、磨料粒径对钽酸锂晶体的表面粗糙度和材料去除率的影响,结果表明金刚石磨粒研磨钽酸锂晶片效果优于二氧化硅磨料,同时粒径越小,研磨质量越好,但材料去除率越小。并对比研究了游离磨料和固结磨料盘研磨钽酸锂晶片的表面形貌、表面粗糙度、材料去除率的差异,固结磨料盘研磨效果均优于游离磨料,并分析了游离磨料加工过程中类球形磨粒嵌入工件的临界条件,以及固结磨料加工过程中磨粒与工件的接触形式。(4)固结磨料盘研磨钽酸锂晶片的工艺优化研究采用正交实验法研究了各参数(研磨压力、转速、过氧化氢浓度)对钽酸锂晶片表面粗糙度和材料去除率的影响。钽酸锂晶片的表面粗糙度随研磨压力的增大而变小,同时随着研磨盘转速的增大而减小,而随着过氧化氢浓度的增加钽酸锂晶片表面粗糙度变大。钽酸锂晶片的材料去除率随研磨压力的增大而变大,同时随着研磨盘转速的增大而变大,随过氧化氢浓度的增大而增大。综合考虑钽酸锂晶片的材料去除率和表面粗糙度的最优的工艺参数为研磨压力4 kPa、转速120r/min、过氧化氢浓度0%,在该条件下,获得钽酸锂晶片的材料去除率为64.34μm/h,表面粗糙度Sa为38 nm.
彭亚男[5](2018)在《大尺寸超薄不锈钢柔性衬底超精密加工表面/亚表面损伤检测及工艺研究》文中研究说明不锈钢因其低热膨胀系数、水氧隔离性能优越或成为柔性显示器的主要衬底材料。这就要求其表面实现全局平坦化,通常采用研磨抛光的方法,但是加工往往产生损伤,对后续加工的去除量及不锈钢衬底的使用性能均存在较大影响。本文主要对304不锈钢研磨抛光工序加工效率和表面/亚表面的损伤进行研究,具体研究如下:(1)304不锈钢加工表面/亚表面损伤的检测方案利用金相显微镜、三维表面轮廓仪和扫描电镜观测304不锈钢加工表面/亚表面损伤层厚度,通过sin2φ法测定304不锈钢亚表面残余应力,并确定表面/亚表面损伤检测策略:加工面形貌检测、加工面抛光与残余应力检测、镶嵌制样、截面研磨抛光、腐蚀、观察和检测。(2)游离磨料研磨304不锈钢表面/亚表面损伤的检测高效率和低损伤两者很难保全;高压、高转速、大粒径磨粒、短时间工况下研磨工件材料去除率高,达到1μm/min以上;低压、低转速、大粒径磨粒、长时间工况下表面粗糙度较低,低于0.336μm,表面损伤层厚度较小,小于4.677μm;高转速、小粒径磨粒工况下,亚表面残余应力较低,低于-171.49±9.01MPa;低压、低转速、长时间工况下,亚损伤层厚度较小,小于8μm;游离磨料研磨不锈钢产生的亚表面损伤层厚度大于表面损伤层厚度。(3)固结磨料研磨304不锈钢表面/亚表面损伤的检测高效率和低损伤两者很难保全;高压、高转速、短时间工况下研磨工件材料去除率高,达到1μm/min以上;高转速、小粒径磨粒工况下表面粗糙度较低,低于47.51nm,表面损伤层厚度较小,小于1.259μm;低压、高转速、小粒径磨粒工况下,亚表面残余应力较低,低于-440.49±9.01MPa;高转速、小粒径磨粒工况下,亚损伤层厚度较小,小于2.5μm;固结磨料研磨304不锈钢表面粗糙度和表面损伤层厚度小于游离磨料;固结磨料研磨304不锈钢亚表面残余应力大于游离磨料;固结磨料研磨304不锈钢产生的亚表面损伤层厚度大于表面损伤层厚度,并小于游离磨料;固结磨料研磨304不锈钢产生的总体损伤小于游离磨料。(4)化学机械抛光304不锈钢表面/亚表面损伤的检测高效率和低损伤两者很难保全;高压、高转速、短时间工况下抛光工件材料去除率高,达到0.7μm/min以上;高转速、小粒径磨粒工况下表面粗糙度较低,低于13.02nm,表面损伤层厚度较小,小于1.676μm;低转速、大粒径磨粒、长时间工况下,亚表面残余应力较低,低于-220.99±3.01MPa;高转速、小粒径磨粒工况下抛光工件后亚表面损伤层厚度较小,小于1μm;化学机械抛光304不锈钢表面粗糙度小于固结磨料,表面损伤层厚度却相反,但都小于游离磨料;由于化学腐蚀作用,化学机械抛光304不锈钢亚表面残余应力在游离磨料和固结磨料之间;化学机械抛光不锈钢产生的亚表面损伤层厚度与表面损伤层厚度相近,并小于游离磨料和固结磨料;化学机械抛光304不锈钢产生的总体损伤小于固结磨料和游离磨料。(5)304不锈钢光整工艺的优化游离磨料研磨不锈钢表面/亚表面损伤层厚度范围分别为4.67716.698μm和835μm,变化较大;固结磨料研磨不锈钢表面/亚表面损伤层厚度范围分别为1.2592.945μm和2.510μm,变化不大;化学机械抛光不锈钢表面/亚表面损伤层厚度范围分别为1.6763.027μm和15μm,变化不大。进而得到304不锈钢优化光整工艺:首先使用第四章固结磨料最高效工艺参数(压力5psi、转速85r/min、磨粒粒径7μm)对对304不锈钢表面进行高效研磨,以快速磨平工件表面,耗时1.45h;之后采用第五章化学机械抛光法(工艺参数同上)对304不锈钢表面进行半精抛,耗时0.31h;最后采用第二章抛光方法对304不锈钢进行精抛,耗时1.7h。最终耗时3.16h实现全局光滑平坦化。
陶明方[6](2018)在《超精密切削铝亚表层缺陷演变及其对表面洁净影响研究》文中研究表明当超精密切削加工实现纳米级去除材料时,工件亚表层缺陷结构对工件的加工质量和使用寿命等都有直接影响。基于铝材料的优点,金属铝被广泛应用于高能激光系统的组件中,对其加工表面质量和洁净性具有很高的要求。因此,从分子和原子层面研究亚表层缺陷结构的演变过程,对提高加工表面质量和解释工件表层污染具有理论和实际意义。基于分子动力学仿真理论,本文进行了真空中金属铝的切削仿真,研究切削机理和切削现象。主要研究工件亚表层缺陷结构的演变特征,分析应力诱导位错形核扩展的机制;通过统计亚表层缺陷原子数目和计算原子占比,研究切削深度对亚表层晶体结构变化的影响。对于多晶铝的切削仿真,重点分析了晶界对位错滑移扩展的阻碍作用、以及晶界和位错对切削力波动和应力分布的影响。建立水介质中金属铝的切削仿真模型,对比相同参数下真空中的仿真结果,研究水介质对工件亚表层晶体结构变化的影响,发现水介质中位错积聚时间较长;通过观察切削过程中水介质在工件和刀具之间的分布,分析工件表面应力和温度的分布状态,揭示水介质能够有效减弱刀具后刀面对材料的黏着现象,并且降低工件的整体温度;进一步分析了切削过程中切削力的变化,分析水介质对切削力变化和波动幅度的影响。建立有机介质中单晶铝的切削仿真模型,详细分析了三种加工环境中单晶铝亚表层位错演变过程,进一步分析水介质和有机介质的冷却润滑性能;通过分析亚表层不同晶体结构原子数目的变化、表面原子的排列、表面应力的分布和表面有机物的残留量,研究切削深度对亚表层晶体结构变化、表面质量以及表面洁净的影响规律;同时在单晶铝工件表面上建立不同宽度的矩形槽,以模拟已经存在的缺陷对加工表面质量和表面洁净的影响,从微观层面分析工件内部产生污染源的过程。最后进行不同切削深度下的金属铝的超精密车削实验,对试件的表面粗糙度和表面成分进行检测,分析工件的加工表面质量与表面洁净的关系。
李强[7](2017)在《镍基单晶高温合金铣削工艺基础问题与实验研究》文中研究指明由于镍基高温合金在高温高压服役条件下具有优异的疲劳、蠕变及腐蚀抗力等性能,其在航空部件的关键热端零件制备和生产上得到了广泛的应用。然而,随着材料科学技术的飞速发展和新型航空发动机涡轮机组燃烧室温度的逐步提高,传统多晶镍基高温合金已难以满足其服役要求,并常在晶界处发生力学性能弱化,产生裂纹、造成破坏。而在普通铸造和定向凝固工艺基础上发展起来的单晶高温合金由于消除了与主应力轴垂直的晶界,因此,显着提高了材料在超高温条件下的服役性能,成为高性能航空发动机涡轮叶片的优选材料。尽管这类零件目前多采用选晶或籽晶法一次制备成型,但为保证产品的高精度和高可靠性要求,仍需要进行必要的机械加工。但由于材料的难加工特性和加工机理不清,导致机械加工效率很低,这也成为制约航天制造业发展的瓶颈之一。由中国科学院沈阳金属研究所研制的DD5隶属于我国第二代镍基单晶高温合金,由于加入了 Re元素及部分晶界强化元素,使其服役性能较第一代单晶合金得到了显着的改善。但基于目前所查阅的资料,对DD5铣削加工性的研究仍仍鲜见公开报道。然而由于其与多晶材料晶体结构的差异性,材料去除机理明显区别于多晶材料沿晶界的剪切滑移。由于单晶材料较强的力学各向异性,导致沿不同轨迹铣削的切削加工性存在明显差异。而与多晶材料合金元素成分及含量的差异性造成物理化学性质的差别,因此,在铣削过程中,刀具磨损机理、被加工表面完整性、切屑成型过程及热力特性也不同于多晶高温合金。另外,尽管在DD5中适当加入了一些晶界强化元素,但材料在服役条件下的再结晶现象仍是不容忽视的。因此课题在国家自然科学基金的资助下,比较了多晶和单晶镍基高温合金铣削加工性和表面完整性的差异,并对DD5镍基单晶高温合金铣削的刀具优选方案、切屑成型特征、热力特性、水基微量润滑(MQL)工艺参数优化及铣削诱导的表面损伤特征进行了深入的探讨,主要的研究工作包括以下五个方面:(1)为比较单晶和多晶镍基高温合金切削加工性和表面完整性的异同,以Inconel718为多晶材料的典型代表,采用PVD-TiAlN涂层、超精密钨钢基体四刃整体立铣刀在TH5650数控铣镗加工中心上进行槽铣实验。基于快速傅里叶变换理论,研究不同铣削参数、刀具悬伸量及冷却条件对被加工材料表面粗糙度、微观形貌、加工硬化程度及塑性变形的影响规律,并探讨表面粗糙度、切削力及加工系统稳定性随刀具磨损状态变化的演变规律。(2)基于派纳力模型和分子动力学仿真,提出单晶材料铣削变形及材料去除机理。基于位错滑移理论和施密特系数定性地构建切削过程铣削力和表面粗糙度的各向异性模型。为避免单晶材料各向异性对加工切削性造成的影响,基于DD5金相组织特征,提出材料的定向切割方法。为提高刀具适用性,基于刀具的磨损实验,在DD5(001)晶面上沿[110]晶向进行槽铣加工,研究硬质合金基体PVD TiAlN及AlTiN涂层刀具在干式切削及水基微量润滑条件下后刀面磨损量、刀具磨损形态、被加工材料表面质量及加工精度随切削距离变化的演化规律,采用成分分析方法,对刀具磨损和失效机理进行分析,并基于此,对刀具提出优选方案。(3)基于难加工材料高速切削切屑成型机理,采用有限元仿真和槽铣实验相结合的方法,对不同切削速度条件下切屑形态特征及影响切屑毛边的因素进行研究,确定DD5镍基单晶高温合金的高速切削临界速度,并基于Deform2D和3D对切屑的成型过程及毛边形成的应力、应变及温度场进行分析。另外,采用热电偶测温及压电晶体测力的实验方法及有限元方法对DD5铣削热力特性进行研究,并探讨铣削参数、冷却条件和晶向特征对热力特性、被加工材料表面质量和加工精度的影响规律。(4)铣削加工过程中,在热力耦合作用及交变载荷状态下,被加工表面将产生一定程度的损伤和微观组织变化。在不同的铣削参数、冷却条件和晶向特征条件下,对DD5(001)晶面进行槽铣加工,对被加工表面及亚表面进行微观形貌观察及硬度和组织分析,对铣削诱导的表面缺陷、槽顶毛刺特征、加工硬化、微观组织变化及再结晶特性及其影响规律进行研究,并提出控制产生表面损伤的方法。(5)为进一步改善DD5镍基单晶高温合金铣削加工的切削加工性、表面完整性及环境可持续性,基于水基MQL铣削实验,沿DD5(001)晶面滑移系方向进行铣削,以槽铣切向合力、表面粗糙度及可吸入悬浮颗粒物浓度作为评价指标,对切削液喷射方向及距切削区距离进行优化。基于响应曲面法和方差分析方法,对铣削和冷却参数的交互效应对指标的显着性进行判断,并研究其交互效应机理。基于遗传BP神经网络多目标寻优算法及均匀化实验设计方法,对DD5铣削表面粗糙度及切向合力分别进行预测和寻优并对结果的有效性进行实验验证。本文主要通过实验手段对DD5铣削的可加工性和表面完整性进行了深入的探讨和研究,所得的结论有助于丰富镍基单晶高温合金铣削加工工艺的理论,并证明以传统铣削方式加工DD5单晶高温合金的可行性。
吴贤[8](2017)在《激光氧化辅助微细铣削硬质合金的基础研究》文中研究表明由于硬质合金的优良性能,成为现代制造领域不可缺少的重要材料,被广泛应用于制造光学元件成型、金属拉伸等精密微模具,市场前景广阔。但硬质合金具有硬度高、耐磨性好、韧性差等特点,属于典型的极难加工材料,在微细铣削中存在切削力大、刀具磨损严重、表面质量差等问题。本文以硬质合金高温氧化机理和激光辐照温度场为理论基础,提出了激光氧化辅助微细铣削硬质合金的复合加工工艺,围绕硬质合金的高效率、高质量、长刀具寿命微细铣削加工开展基础试验研究,主要研究工作包括:(1)在硬质合金氧化反应热力学分析的基础上,进行高温氧化试验,研究硬质合金高温氧化过程,分析了氧化后硬质合金的组织结构变化。高温下硬质合金表层发生剧烈氧化,形成疏松多孔的氧化层,硬度等机械性能大幅下降。(2)建立激光辐照硬质合金的温度场仿真模型,修正了硬质合金的激光吸收率,分析了激光参数对温度场分布的影响。通过激光辐照硬质合金试验,发现激光辐照下硬质合金不仅会发生软化、熔化等物理变化,还会发生氧化反应的化学变化。当硬质合金的氧化现象占主导地位,也能在材料表层形成疏松氧化层,利用激光辐照可实现硬质合金局部范围可控地氧化。(3)提出了激光氧化辅助微细铣削硬质合金的复合加工方法,利用激光辐照工件待加工区域诱导材料发生局部氧化,形成易加工氧化层,再微细铣削去除材料。进行硬质合金微细铣削试验,研究了硬质合金氧化前后微细铣削加工性能变化及其影响。发现激光氧化辅助微细铣削的复合加工工艺在不影响加工表面质量的前提下,不仅能大幅减小加工过程中的切削力,还能有效地降低刀具磨损。(4)进行延性域微细铣削硬质合金试验,研究了延性切削表面形成机制和破坏机理。提出了硬质合金延性域微细铣削的参数选择策略。增大铣削参数,只要残留面积切厚小于临界切厚,脆性破坏缺陷在后续铣削中被切除,就能得到良好加工表面质量。对PCD微细铣刀的磨损性能进行了研究,刀具磨损对切削力、表面粗糙度以及加工槽底宽度均有不同程度的影响。
王超[9](2016)在《微尺度铣磨复合加工机理及工艺实验研究》文中指出微小零部件在许多领域中有着重要作用,微尺度机械加工技术是制造微小零部件的主要手段。随着对微小零部件结构复杂化及精度要求的提高,微加工技术也面临着更大的挑战,对微加工技术的研究不断深入。近年来,微切削技术尤其是微铣削取得了快速发展,为提高微切削技术水平从各个方面进行了大量研究,包括改进微型机床,制备新型刀具,优化工艺条件,以及采用激光、振动等辅助手段。磨削技术也被应用到微尺度加工领域。如何提高加工表面质量与精度已成为微切削加工领域的关键问题。微铣磨复合加工是一种融合了微铣削与微磨削的新方法,在一道工序中同时完成微铣削与微磨削两种加工,是两者的作用叠加和工序集合,兼具微铣削高效率和微磨削高质量的加工特点,其加工机理与微切削和微磨削有很大区别。为实现微铣磨复合加工的工艺方法,了解其加工机理,本文在微铣削与微磨削的研究基础上,通过几何建模、有限元仿真和实验手段对微铣磨加工的基础问题和关键技术进行了探索性研究,主要体现在以下几个方面:(1)探讨微铣磨加工的材料去除机理,建立微铣磨加工几何模型,阐述材料去除和表面形成过程。在磨削几何学的基础上,推导了微铣磨加工的磨粒最大未变形切屑厚度及每齿磨削层厚度;根据微铣磨加工的表面创成原理,以传统铣削表面粗糙度几何模型为基础,同时在考虑加工参数的影响下,建立了微铣磨加工表面粗糙度的理论模型,通过实验对模型进行了验证:通过有限元仿真手段分析刃口最小切屑厚度,以及切屑形成过程中加工区的应力应变和温度场等物理量的分布和变化,有助于了解后刀面磨粒对加工的影响。(2)探索微铣磨复合刀具的制备方法,以不同方法制备了微铣磨刀,对刀具进行了图像学评价和实验评价。观察刀具表面磨粒地貌特征,统计磨粒分布密度、间距及出刃高度.,用复合刀进行了槽铣磨和侧铣磨实验,通过与微铣削对比发现,微铣磨刀在侧壁加工中能明显降低表面粗糙度;确定了微铣磨刀的主要磨损类型为磨粒脱落,使用切削液能提高刀具使用寿命。(3)通过实验分析微铣磨加工的表面特征,研究微铣磨加工表面完整性。观察了微铣磨加工的表面纹理和形貌特征,发现微铣磨加工对毛刺有良好的抑制效果;研究了微铣磨表面粗糙度、表面变形层微观组织和表面硬度,分析了加工参数和加工方式对加工表面粗糙度和表面硬度的影响,为工艺条件优化提供依据。(4)通过侧壁加工实验分析微铣磨加工的力热特性。研究了微铣磨加工过程中切削力和温度的动态变化,与微铣削和微磨削进行了对比,分析了信号的周期和幅值特征;分析了加工参数和加工方式对切削力和切削温度的影响。本文成功制备了可供使用的微铣磨刀,实现了微铣磨复合加工的技术方法,从理论和实验方面进行了探索和研究,有助于了解微铣磨复合加工机理,完善微机械加工的理论体系,促进微加工技术水平提升。
戴伟涛[10](2016)在《声波辅助剪切增稠高效抛光方法研究》文中提出近年来,随着世界经济的快速发展,科学技术不断取得新进展和突破,各类科技产品的表面形状也越来越向曲面甚至复杂曲面发展,进一步增加了其超精密加工的难度。多曲率曲面组成的复杂曲面已经广泛成为车辆运输、航海、航天、能源、模具、医疗器械等领域工业产品及其零部件的工作面。如何高效、高质量、低成本的加工复杂曲面已经成为超精密加工技术的研究热点。本文在剪切增稠抛光方法的基础上,通过引入声波辅助振动实现了对抛光液剪切增稠强度的可控,进而提出了一种声波辅助剪切增稠抛光方法,实现了对复杂曲面类零件的高效、高质量、低成本的加工。本文对声波辅助剪切增稠抛光方法的研究主要内容如下:阐述了声波辅助剪切增稠抛光原理,并依据声波在理想介质中的三个基本方程,推导出了声波在粘性媒质中的运动方程进而分析了声波的传递特性对抛光液粘度分布的影响。利用数字粘度计进行流变测试实验,研究了声波频率、功率、波形对剪切增稠抛光液流变特性的影响规律。进行声波辅助剪切增稠抛光验证实验,分析了声波作用方向对抛光效果的影响,结果表明在声波作用方向平行于工件表面时的抛光效果较好。建立了声波辅助剪切增稠抛光实验平台,主要包括声波发生装置、工件夹具四轴联动装置、抛光液循环冷却及粘度控制系统,为后续的声波辅助剪切增稠抛光工艺实验等研究奠定了基础。研制了频率振幅信号检测装置用以检测声波发生装置的性能,从而验证了声波发生装置的可靠性。基于非牛顿流体的本构方程和流体力学理论,推导了声波辅助剪切增稠抛光过程中工件表面作用力的力学模型,在此基础上建立了抛光过程中的材料去除预测模型,并将预测值与实验值对比,两者误差在9%以内,验证了该材料去除预测模型的正确性。通过单因素抛光加工实验分析了声波频率、声波功率和声波波形对抛光效率与抛光质量的影响规律。通过田口正交实验分析,得出了对材料去除率以及表面粗糙度影响的主次因素,对于材料去除率而言,声波频率影响最为显着(50%),声波功率影响次之(31%),声波波形影响最小(11%);其对于表面粗糙度而言,声波波形影响最为显着(36%),声波频率影响次之(33%),声波功率影响最小(28%);根据实验结果分析,在声波频率20Hz、声波功率25W、正弦波形条件下,工件材料去除率最高,材料去除率达到了11.32μm/h;在声波频率为60Hz,声波功率为25W,正弦波形条件下,工件表面质量最佳,抛光1h后工件平均表面粗糙度可Ra 110nm下降Ra 7nm以内,最低达到了Ra 3.6nm;这两种条件下的抛光效果均好于不加声波时的普通剪切增稠抛光。
二、超精密三角关系渗入EDM(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、超精密三角关系渗入EDM(论文提纲范文)
(1)熔石英组织结构和表面拓扑的吸附机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及研究的目的和意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 课题研究的背景 |
1.1.3 课题研究的意义 |
1.2 玻璃态和自洁净材料的研究现状及分析 |
1.2.1 两种典型材料的玻璃态研究现状 |
1.2.2 实现拓扑结构界面自洁净的研究现状 |
1.2.3 文献综述简析 |
1.3 本文主要研究内容 |
第2章 研究方法与分子动力学理论基础 |
2.1 前言 |
2.2 微纳结构表面的研究分析方法 |
2.3 分子动力学理论研究方法 |
2.4 对照组平面的仿真模拟 |
2.4.1 与水分子团簇的吸附模型 |
2.4.2 与环形油分子的粘附模型 |
2.5 本章小结 |
第3章 熔石英表面不同纳结构的润湿性与吸附分析 |
3.1 前言 |
3.2 不同纳结构单元的构建 |
3.3 水分子团簇动态吸附过程分析 |
3.3.1 正弦型与槽型纳结构的动态对比分析 |
3.3.2 半月型与柱状纳结构润湿性的动态对比探究 |
3.4 不同纳结构表面的水分子团簇稳态分析与润湿性探究 |
3.4.1 不同纳结构类型的对比分析 |
3.4.2 同类型不同参数模型的规律与探究 |
3.5 水分子团簇吸附机理的分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 熔石英微观组织结构的表征与吸附机理研究 |
4.1 前言 |
4.2 熔石英模型的构建与表征分析 |
4.3 球谐函数法理论基础 |
4.3.1 球谐函数法的推导 |
4.3.2 球谐函数法的表征流程 |
4.4 微观多面体构型的统计与分析 |
4.4.1 截断半径的选取与有序性探索 |
4.4.2 截断半径为3.07(?)的Q_6值与纳观多面构型的分类统计 |
4.4.3 典型多面体结构的可视化表征与分析 |
4.5 类二十面体准晶体的润湿性与粘附探究 |
4.6 本章小结 |
第5章 光学元件微结构表面的润湿性实验探究 |
5.1 前言 |
5.2 光学元件的选取与制备 |
5.2.1 光学元件材料的选取原则与材料确定 |
5.2.2 光学元件表面微结构的制备与初步表征 |
5.3 光学元件微结构表面的表征 |
5.3.1 实验方法与白光干涉仪表征 |
5.3.2 表征结果分析 |
5.4 微结构接触角的实验测量及与仿真的对比分析 |
5.4.1 实验方法与接触角测量仪表征 |
5.4.2 实验测量与仿真模拟的对比分析与验证 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录A 制备的微结构表面数据统计 |
攻读学位期间发表论文及其它成果 |
致谢 |
(2)泡沫铝微孔加工及声学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 泡沫铝的制备 |
1.3 泡沫铝的性能 |
1.3.1 工艺性能 |
1.3.2 声学性能 |
1.3.3 其他性能 |
1.4 泡沫铝的应用 |
1.4.1 结构材料 |
1.4.2 功能材料 |
1.5 国内外研究现状 |
1.5.1 加工技术研究现状 |
1.5.2 声学性能研究现状 |
1.6 本文的研究内容 |
第2章 泡沫铝的声学理论 |
2.1 声波的基本理论 |
2.1.1 理想流体介质中的声波方程 |
2.1.2 圆形管道平面波传播理论 |
2.2 泡沫铝声学性能指标 |
2.2.1 吸声系数 |
2.2.2 反射系数 |
2.2.3 声阻抗与声阻抗率 |
2.3 泡沫铝吸声机理 |
2.3.1 开孔泡沫铝吸声机理 |
2.3.2 闭孔泡沫铝吸声机理 |
2.4 本章小结 |
第3章 泡沫铝的表征与选材 |
3.1 试验条件 |
3.2 泡沫铝结构表征 |
3.2.1 表面形貌表征 |
3.2.2 打孔结构表征 |
3.3 泡沫铝选材分析 |
3.3.1 不同类型开孔泡沫铝 |
3.3.2 不同孔隙率闭孔泡沫铝 |
3.3.3 不同厚度闭孔泡沫铝 |
3.4 本章小结 |
第4章 闭孔泡沫铝高速电火花微孔加工与形貌测试 |
4.1 试验设计 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 试验方案 |
4.2 加工试验 |
4.2.1 不同峰值电流加工试验 |
4.2.2 不同脉冲宽度加工试验 |
4.2.3 不同电极直径加工试验 |
4.3 闭孔泡沫铝孔结构表征 |
4.3.1 微孔形貌表征 |
4.3.2 元素分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 打孔闭孔泡沫铝的吸声性能 |
5.1 孔结构参数的影响 |
5.1.1 打孔孔径的影响 |
5.1.2 打孔率的影响 |
5.1.3 打孔深度的影响 |
5.2 微孔分布的影响 |
5.2.1 排列方式的影响 |
5.2.2 疏密程度的影响 |
5.2.3 区域分布的影响 |
5.3 空腔深度的影响 |
5.4 组合结构的吸声性能 |
5.4.1 打孔泡沫铝与泡沫铝板组合 |
5.4.2 不同放置顺序组合结构 |
5.4.3 不同类型泡沫铝组合结构 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 未来展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的成果 |
致谢 |
(3)基于喷雾冷却—激光刻蚀的金刚石涂层硬质合金衬底复合预处理方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 基于硬质合金衬底的金刚石涂层制备机理 |
1.2.1 金刚石异质外延生长概述 |
1.2.2 硬质合金材料的性质 |
1.3 金刚石在硬质合金表面的生长 |
1.4 金刚石涂层的硬质合金衬底预处理原理及方法 |
1.4.1 影响硬质合金衬底上金刚石薄膜沉积的主要因素 |
1.4.2 硬质合金衬底钴不利相的消除 |
1.5 硬质合金衬底表面织构化 |
1.5.1 金刚石涂层刀具衬底织构化的目的意义 |
1.5.2 织构化刀具切削性能提升原理 |
1.5.3 刀具表面织构的副作用 |
1.5.4 刀具表面织构成形方法及形式 |
1.6 涂层刀具的激光预处理研究概述 |
1.6.1 激光的刻蚀及熔融 |
1.6.2 激光作用对表面钴相的调控 |
1.6.3 激光作用下硬质合金表面衍生物的产生 |
1.6.4 LST技术的其他共性问题 |
1.7 本文主要研究内容 |
1.8 本章小结 |
第二章 喷雾冷却换热的数值模拟 |
2.1 引言 |
2.2 喷雾冷却换热机理 |
2.2.1 临界区—膜态沸腾区 |
2.2.2 两相区—核态沸腾区 |
2.2.3 单相区—无沸腾区 |
2.3 喷雾冷却数学模型 |
2.3.1 连续相模型 |
2.3.2 湍流模型 |
2.3.3 离散相模型 |
2.3.4 壁膜模型 |
2.3.5 其他初始条件设置 |
2.4 喷嘴参数对冷却换热的影响 |
2.4.1 雾化压力对喷雾冷却特性的影响 |
2.4.2 喷嘴孔径对喷雾冷却特性的影响 |
2.4.3 喷嘴高度对喷雾冷却特性的影响 |
2.4.4 喷嘴倾斜角度对喷雾冷却特性的影响 |
2.5 本章小结 |
第三章 实验材料、设备及方法 |
3.1 引言 |
3.2 实验流程 |
3.2.1 总体介绍 |
3.2.2 实验可行性分析 |
3.3 激光预处理实验材料及设备 |
3.3.1 刀具材料 |
3.3.2 激光加工实验设备 |
3.3.3 喷雾冷却系统介绍 |
3.3.4 酸洗刻蚀溶液配方 |
3.4 金刚石涂层沉积实验设备及工艺 |
3.5 实验方案设计与表征 |
3.5.1 单因素实验 |
3.5.2 响应面分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 喷雾条件下激光预处理实验研究 |
4.1 引言 |
4.2 单因素对硬质合金衬底预处理的影响 |
4.2.1 激光输出功率对硬质合计衬底表面预处理的影响 |
4.2.2 激光扫描速度对硬质合计衬底表面预处理的影响 |
4.2.3 激光扫描间距对硬质合计衬底表面预处理的影响 |
4.2.4 喷雾冷却对激光预处理结果的影响 |
4.3 预处理效果响应结果的简化 |
4.3.1 粗糙度及钴相含量对预处理结果影响的初步分析 |
4.3.2 激光预处理效果因子Qi的定义 |
4.4 激光预处理参数对硬质合金表面质量的响应曲面分析 |
4.4.1 响应曲面分析中各因素水平的选择 |
4.4.2 预处理参数对衬底表面粗糙度的响应面回归分析 |
4.4.3 预处理参数对衬底表面钴相含量的响应面回归分析 |
4.5 基于响应曲面分析的激光预处理工艺参数优化 |
4.5.1 激光参数对预处理质量影响的响应面回归设计 |
4.5.2 模型方差分析及改进 |
4.5.3 残差及效应因子分析 |
4.5.4 预处理工艺参数的优化(Q_i寻优,望大) |
4.6 模型实验验证 |
4.6.1 回归模型可靠性验证 |
4.6.2 金刚石涂层沉积实验验证 |
4.7 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 工作存在的不足及展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要成果和荣誉 |
(4)基于固结磨料盘的钽酸锂高效研磨加工技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景和研究意义 |
1.1.1 课题的研究背景 |
1.1.2 课题的研究意义 |
1.2 钽酸锂晶体材料特征 |
1.2.1 钽酸锂的晶体特征 |
1.2.2 钽酸锂的物理化学性质 |
1.3 国内外研究现状及趋势 |
1.3.1 钽酸锂晶体的精密加工现状及检测 |
1.3.2 软脆材料的常用加工方法 |
1.3.3 固结磨料研磨技术 |
1.4 本文研究的目的及研究内容 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 主要研究内容 |
第二章 钽酸锂晶体的纳米压痕研究 |
2.1 引言 |
2.2 纳米压痕实验简介 |
2.2.1 纳米压痕技术概述 |
2.2.2 纳米压痕实验原理 |
2.3 纳米压痕实验条件 |
2.3.1 实验仪器 |
2.3.2 实验步骤 |
2.4 纳米压痕实验结果与分析 |
2.4.1 载荷位移分析 |
2.4.2 钽酸锂的硬度与弹性模量 |
2.5 弹性模量对晶片受力的影响 |
2.6 本章小结 |
第三章 固结磨料盘的研制 |
3.1 引言 |
3.2 固结磨料盘的设计准则 |
3.2.1 准则一:材料去除准则 |
3.2.2 准则二:磨盘设计中各要素的相互关系 |
3.3 固结磨料盘的制作 |
3.3.1 结合剂的选择 |
3.3.2 磨料的选择 |
3.3.3 辅料的选择 |
3.3.4 制作工艺路线 |
3.4 固结磨料盘的配方设计与制作 |
3.4.1 磨盘配方的设计 |
3.4.2 固结磨料盘的制作 |
3.5 固结磨料盘的修整 |
3.6 本章小结 |
第四章 固结磨料盘研磨钽酸锂晶体 |
4.1 引言 |
4.2 固结磨料盘研磨工件的原理 |
4.3 研磨加工中LT晶片受力分析 |
4.4 固结磨料盘研磨钽酸锂晶体实验 |
4.4.1 实验条件 |
4.4.2 磨粒种类对研磨的影响 |
4.4.3 磨粒粒径对研磨的影响 |
4.5 游离磨料与固结磨料研磨对比试验 |
4.5.1 实验条件 |
4.5.2游离磨料与固结磨料研磨对比实验 |
4.6 固结磨料盘与游离磨料研磨的接触机制 |
4.6.1 固结磨料盘与游离磨料研磨的去除机理 |
4.6.2 游离磨料研磨的接触机制 |
4.6.3 固结磨料研磨的接触机制 |
4.7 本章小结 |
第五章 固结磨料盘研磨钽酸锂晶体工艺参数的优化 |
5.1 引言 |
5.2 实验条件 |
5.3 固结磨料盘研磨实验条件参数优化 |
5.3.1 实验设计 |
5.3.2 研磨参数对LT晶片表面粗糙度的影响 |
5.3.3 研磨参数对LT晶片材料去除率的影响 |
5.4 优化及实验验证 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
学位论文数据表 |
(5)大尺寸超薄不锈钢柔性衬底超精密加工表面/亚表面损伤检测及工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 论文的选题背景 |
1.1.1 柔性显示技术发展状况 |
1.1.2 柔性显示器衬底材料 |
1.2 不锈钢表面加工技术理论现状 |
1.2.1 固结磨料研磨 |
1.2.2 化学机械抛光研究 |
1.3 加工表面质量检测方法 |
1.3.1 恒定化学蚀刻速率法 |
1.3.2 角度抛光法 |
1.3.3 截面显微法 |
1.3.4 磁流变抛光斑点技术 |
1.3.5 全内反射法 |
1.3.6 X射线衍射法 |
1.4 课题来源及主要研究内容 |
1.4.1 课题来源 |
1.4.2 主要研究内容 |
1.5 本章小结 |
第二章 不锈钢加工表面/亚表面损伤的检测 |
2.1 不锈钢特性 |
2.2 不锈钢加工表面损伤检测 |
2.3 不锈钢加工亚表面损伤检测 |
2.3.1 加工面抛光与残余应力测量 |
2.3.2 镶嵌制样 |
2.3.3 截面研磨抛光 |
2.3.4 腐蚀液的选择和腐蚀效果的观测 |
2.4 本章小结 |
第三章 游离磨料研磨不锈钢表面/亚表面损伤及工艺的研究 |
3.1 试验方案 |
3.2 试验结果与分析 |
3.2.1 研磨工艺参数对材料去除率的影响 |
3.2.2 研磨工艺参数对表面质量的影响 |
3.2.3 研磨工艺参数对亚表面质量的影响 |
3.3 本章小结 |
第四章 固结磨料研磨不锈钢表面/亚表面损伤及工艺的研究 |
4.1 试验方案 |
4.2 试验结果与分析 |
4.2.1 研磨工艺参数对材料去除率的影响 |
4.2.2 研磨工艺参数对表面质量的影响 |
4.2.3 研磨工艺参数对亚表面质量的影响 |
4.3 本章小结 |
第五章 化学机械抛光不锈钢表面/亚表面损伤及工艺的研究 |
5.1 试验方案 |
5.2 试验结果与分析 |
5.2.1 抛光工艺参数对材料去除率的影响 |
5.2.2 抛光工艺参数对表面质量的影响 |
5.2.3 抛光工艺参数对亚表面质量的影响 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 研究结论 |
6.2 创新点 |
6.3 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间取得的研究成果目录 |
(6)超精密切削铝亚表层缺陷演变及其对表面洁净影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 课题研究的背景和意义 |
1.2 国内外研究现状及分析 |
1.2.1 亚表层缺陷演变机理国内外研究现状 |
1.2.2 切削介质对加工过程的影响研究 |
1.2.3 表面洁净的影响研究 |
1.3 国内外研究现状分析 |
1.4 课题研究内容 |
第2章 分子动力学仿真的基本理论及建模 |
2.1 引言 |
2.2 分子动力学仿真的基本理论 |
2.2.1 分子动力学的基本原理和积分算法 |
2.2.2 势函数与系综的选取 |
2.2.3 仿真条件与实现方法 |
2.2.4 分子动力学分析方法 |
2.3 分子动力学切削仿真模型 |
2.3.1 真空中单晶铝和多晶铝的切削仿真模型 |
2.3.2 水介质中单晶铝和多晶铝的切削仿真模型 |
2.3.3 有机介质中单晶铝的切削仿真模型 |
2.4 本章小结 |
第3章 真空中金属铝切削亚表层缺陷演变机理 |
3.1 引言 |
3.2 真空中单晶铝的切削仿真及结果分析 |
3.2.1 真空中切削亚表层缺陷结构演变特征 |
3.2.2 四面体堆垛层错演变及其应力变化过程 |
3.2.3 切削深度对亚表层晶体结构变化的影响 |
3.3 真空中多晶铝的切削仿真及结果分析 |
3.3.1 多晶铝模型弛豫过程分析 |
3.3.2 真空中切削亚表层缺陷结构演变特征 |
3.3.3 切削过程中切削力和原子应力的变化 |
3.3.4 切削深度对亚表层晶体结构变化和切削力的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 水介质中金属铝切削亚表层缺陷演变 |
4.1 引言 |
4.2 水介质中切削单晶铝亚表层缺陷演变机理 |
4.2.1 水介质中切削亚表层缺陷演变特征 |
4.2.2 切削过程中水介质分布和工件表面应力的变化 |
4.2.3 水介质对切削力变化和温度分布的影响规律 |
4.3 水介质中切削多晶铝亚表层缺陷结构演变机理 |
4.3.1 水介质中材料去除机理和亚表层缺陷演变特征 |
4.3.2 切削过程中水介质分布和工件表面应力的变化 |
4.3.3 水介质对切削力变化和温度分布的影响规律 |
4.4 本章小结 |
第5章 有机介质中单晶铝亚表层缺陷演变及其对表面洁净影响研究 |
5.1 引言 |
5.2 有机介质中单晶铝切削仿真结果及分析 |
5.2.1 有机介质中切削亚表层缺陷演变特征 |
5.2.2 切削过程中有机介质分布和工件表面应力的变化 |
5.2.3 有机介质对切削力变化和温度分布的影响规律 |
5.2.4 切削深度对亚表层晶体结构变化和表面洁净的影响 |
5.3 表面纳结构对单晶铝表面质量和表面洁净的影响 |
5.3.1 切削过程中有机介质在矩形槽中的分布 |
5.3.2 矩形槽对表面质量和表面洁净的影响 |
5.4 金属铝表面质量和表面洁净度检测实验 |
5.4.1 表面粗糙度检测实验 |
5.4.2 表面洁净检测实验 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表论文及其他成果 |
致谢 |
(7)镍基单晶高温合金铣削工艺基础问题与实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及来源 |
1.2 高温合金发展现状 |
1.2.1 镍基高温合金发展现状 |
1.2.2 单晶高温合金发展现状 |
1.3 本文主要内容及相关机理研究现状 |
1.3.1 刀具磨损机理研究 |
1.3.2 高速切削锯齿化切屑成型机理及几何表征研究 |
1.3.3 难加工材料热力特性研究 |
1.3.4 表面完整性研究 |
1.3.5 加工条件优化研究 |
1.3.6 单晶材料及合金切削加工性研究 |
1.4 课题研究意义及目前存在的问题 |
1.5 本文主要研究内容 |
第2章 Inconel718多晶高温合金铣削实验研究 |
2.1 实验条件及方案 |
2.1.1 Inconel718材料成分及物理性能 |
2.1.2 实验机床、刀具及微量润滑系统 |
2.1.3 实验检测方法 |
2.1.4 实验方案设计 |
2.2 基于铣削力和快速傅里叶变换的切削稳定性研究 |
2.2.1 快速傅里叶变换(FFT)的优越性 |
2.2.2 切削稳定性分析方法 |
2.3 Inconel718铣削表面完整性研究 |
2.3.1 Inconel718铣削表面质量研究 |
2.3.2 Inconel718铣削加工硬化研究 |
2.3.3 Inconel718铣削微观组织变化研究 |
2.4 刀具磨损对Inconel718铣削影响程度研究 |
2.5 本章小结 |
第3章 DD5单晶合金铣削各向异性特征及刀具优选研究 |
3.1 实验条件及方案 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 研究内容 |
3.2 单晶合金铣削变形机理初步研究 |
3.2.1 基于派-纳力模型的单晶材料铣削变形机理研究 |
3.2.2 基于分子动力学仿真的单晶材料铣削变形机理研究 |
3.2.3 铣削力及表面质量各向异性研究 |
3.3 刀具磨损研究 |
3.3.1 涂层材料对刀具磨损的影响 |
3.3.2 冷却条件对刀具磨损的影响 |
3.4 DD5铣削槽底加工性研究 |
3.4.1 铣削表面质量 |
3.4.2 铣削加工精度 |
3.5 本章小结 |
第4章 DD5铣削加工切屑成型和力热特性研究 |
4.1 DD5切屑形态随铣削速度演化机制研究 |
4.2 DD5切屑成型过程有限元仿真 |
4.2.1 有限元模型建立 |
4.2.2 仿真结果及分析 |
4.3 DD5切屑毛边特性研究 |
4.3.1 实验设计 |
4.3.2 铣削参数对毛边特性的影响 |
4.3.3 晶向条件对毛边特性的影响 |
4.3.4 冷却条件对毛边特性的影响 |
4.3.5 毛边形成机理 |
4.3.6 切屑缺陷 |
4.4 DD5铣削力热特性及影响因素研究 |
4.4.1 力热特性研究方法 |
4.4.2 铣削力信号特征识别 |
4.4.3 铣削力随切削线速度的演化机制 |
4.4.4 铣削温度场有限元仿真结果 |
4.4.5 铣削温度的实验研究 |
4.5 DD5加工质量随铣削速度的演化机制研究 |
4.5.1 DD5铣削表面质量的演化机制研究 |
4.5.2 DD5加工精度的演化机制研究 |
4.6 本章小结 |
第5章 DD5铣削表面层损伤机制研究 |
5.1 DD5铣削加工表面缺陷研究 |
5.1.1 实验方案设计 |
5.1.2 表面缺陷研究 |
5.2 DD5铣削毛刺成型过程及影响因素研究 |
5.2.1 毛刺形成机理研究 |
5.2.2 铣削参数对DD5切削方向毛刺影响规律研究 |
5.2.3 DD5切削方向毛刺抑制方法研究 |
5.3 DD5铣削变质层特性研究 |
5.3.1 铣削诱导的典型DD5变质层特征 |
5.3.2 铣削诱导的DD5变质层抑制措施 |
5.3.3 DD5铣削表面加工硬化率影响因素研究 |
5.3.4 铣削诱导的DD5再结晶特性研究 |
5.4 本章小结 |
第6章 基于水基微量润滑的DD5铣削冷却条件优化研究 |
6.1 实验方案设计 |
6.2 水基微量润滑喷管安装方式优化实验研究 |
6.2.1 切削液喷射方向对铣削加工性的影响 |
6.2.2 切削液喷射距离对铣削加工性的影响 |
6.2.3 微量润滑技术对工作空间空气质量的影响 |
6.3 基于响应曲面法的铣削及水基微量润滑参数交互效应研究 |
6.3.1 基于方差分析的变量显着性研究 |
6.3.2 铣削及水基微量润滑参数交互效应机理研究 |
6.3.3 DD5铣削加工性多目标预测及寻优 |
6.4 实验验证 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
攻读博士学位期间参与的科研项目与获奖 |
作者简介 |
(8)激光氧化辅助微细铣削硬质合金的基础研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
注释表、缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.2 硬质合金材料简介 |
1.2.1 硬质合金的发展历程 |
1.2.2 硬质合金的用途 |
1.3 硬质合金加工技术研究现状 |
1.3.1 硬质合金的磨削加工 |
1.3.2 硬质合金的电火花加工 |
1.3.3 硬质合金的切削加工 |
1.3.4 硬质合金的微细铣削 |
1.3.5 硬质合金复合加工方法 |
1.4 本文主要研究内容 |
第二章 硬质合金高温氧化机理 |
2.1 引言 |
2.2 硬质合金氧化反应热力学分析 |
2.3 硬质合金高温氧化试验 |
2.3.1 硬质合金氧化产物 |
2.3.2 氧化后表面形貌与硬度变化 |
2.3.3 硬质合金高温氧化动力学分析 |
2.4 硬质合金高温氧化过程 |
2.5 本章小结 |
第三章 激光辐照硬质合金温度场及物理化学变化 |
3.1 引言 |
3.2 激光辐照硬质合金热传导模型 |
3.2.1 硬质合金对激光的吸收与反射 |
3.2.2 激光辐照硬质合金的热传导简介 |
3.3 激光辐照硬质合金温度场有限元仿真研究 |
3.3.1 激光辐照温度场仿真模型 |
3.3.2 温度场模型的修正与验证 |
3.3.3 激光参数对激光辐照温度的影响 |
3.4 激光辐照硬质合金物理化学变化 |
3.4.1 激光辐照硬质合金氧化反应 |
3.4.2 激光辐照硬质合金物理变化 |
3.5 本章小结 |
第四章 激光氧化辅助微细铣削硬质合金 |
4.1 引言 |
4.2 激光氧化辅助微细铣削硬质合金 |
4.2.1 激光氧化辅助微细铣削硬质合金复合加工方法 |
4.2.2 硬质合金氧化层 |
4.3 硬质合金微细铣削试验条件及方案 |
4.3.1 金刚石微细铣刀 |
4.3.2 微细铣削机床与试验方案 |
4.4 加工表面质量分析 |
4.4.1 热影响层材料去除机理 |
4.4.2 加工表面质量分析 |
4.5 微细铣削力分析 |
4.5.1 微细铣削力信号特征 |
4.5.2 微细铣削参数对铣削力的影响 |
4.6 刀具磨损分析 |
4.7 本章小结 |
第五章 延性域微细铣削硬质合金 |
5.1 引言 |
5.2 延性域微细铣削硬质合金 |
5.3 延性域微细铣削硬质合金试验条件及方案 |
5.4 延性域微细铣削硬质合金表面形成机理 |
5.4.1 硬质合金加工表面形貌特征 |
5.4.2 硬质合金加工表面形成机制 |
5.4.3 硬质合金加工表面破坏机理 |
5.5 微细铣削硬质合金刀具磨损机理 |
5.5.1 刀具磨损形态 |
5.5.2 刀具磨损机理 |
5.5.3 刀具磨损对加工质量的影响 |
5.6 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 主要创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(9)微尺度铣磨复合加工机理及工艺实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景和来源 |
1.2 微机械加工技术 |
1.2.1 微加工工艺方法 |
1.2.2 微型机床 |
1.2.3 微型刀具和磨具 |
1.3 微铣削与微磨削研究现状 |
1.3.1 微铣削机理研究 |
1.3.2 微磨削机理研究 |
1.3.3 存在的问题和不足 |
1.4 课题研究目的和意义 |
1.5 论文主要内容 |
第2章 微铣磨复合加工几何建模 |
2.1 微铣磨加工的方法与原理 |
2.1.1 方法与特点 |
2.1.2 表面创成原理 |
2.2 单刃单磨粒二维正交微切削模型 |
2.3 磨粒最大未变形切屑厚度 |
2.4 每齿磨削层厚度 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于单刃单磨粒正交切削的微铣磨仿真研究 |
3.1 单刃单磨粒正交切削有限元模型 |
3.1.1 仿真方法与软件 |
3.1.2 有限元建模 |
3.2 刃口最小切屑厚度 |
3.2.1 磨粒对刃口切削成屑的作用 |
3.2.2 刃口半径对最小切屑厚度的影响 |
3.2.3 磨粒粒径对最小切屑厚度的影响 |
3.3 应力与应变 |
3.3.1 切削变形区 |
3.3.2 等效塑性应变 |
3.3.3 等效应力 |
3.3.4 剪应力和剪切角 |
3.4 能量变化 |
3.5 切削温度 |
3.5.1 温度区 |
3.5.2 加工过程中的温度场变化 |
3.5.3 加工过程中各温度区的温度变化 |
3.6 切削力 |
3.7 本章小结 |
第4章 微铣磨复合刀具制备与实验研究 |
4.1 微铣磨复合刀具设计 |
4.1.1 刀具制备原理 |
4.1.2 刀具几何结构 |
4.1.3 刀具材料与磨料 |
4.2 冷喷涂微铣磨刀 |
4.2.1 喷涂技术 |
4.2.2 冷喷涂微铣磨刀的制备 |
4.2.3 冷喷涂微铣磨刀加工实验及对比分析 |
4.2.4 单刃与两刃刀具对比实验分析 |
4.2.5 冷喷涂微铣磨刀的磨损 |
4.2.6 冷喷涂微铣磨刀的缺点 |
4.3 电镀微铣磨刀 |
4.3.1 电镀刀具制备技术 |
4.3.2 局部电镀微铣磨刀 |
4.3.3 电镀微铣磨刀表面磨粒地貌特征 |
4.3.4 电镀微铣磨刀加工实验及对比分析 |
4.3.5 电镀微铣磨刀的磨损 |
4.3.6 电镀微铣磨刀的缺点 |
4.4 本章小结 |
第5章 微铣磨加工表面完整性研究 |
5.1 微铣磨表面粗糙度模型及实验研究 |
5.1.1 表面粗糙度理论模型 |
5.1.2 加工参数对表面粗糙度的影响 |
5.1.3 理论模型修正 |
5.1.4 加工方式对表面粗糙度的影响 |
5.1.5 刀具径向跳动对表面粗糙度的影响 |
5.2 微铣磨表面形貌特征 |
5.2.1 微铣磨与微铣削及微磨削的表面形貌对比分析 |
5.2.2 不同粒度加工的表面形貌 |
5.2.3 不同加工参数的表面形貌 |
5.2.4 不同加工方式的表面形貌 |
5.3 微铣磨与微铣削的毛刺对比分析 |
5.3.1 侧壁表面毛刺 |
5.3.2 顶部毛刺 |
5.3.3 底边毛刺 |
5.4 微铣磨表面层微观组织变化及对比分析 |
5.4.1 实验设计 |
5.4.2 结果分析 |
5.5 微铣磨与微铣削表面显微硬度对比分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 微铣磨力与温度的实验研究 |
6.1 微铣磨力特征及其与微铣削力和微磨削力的对比分析 |
6.1.1 实验条件 |
6.1.2 切削力的周期变化 |
6.1.3 切削力的幅值 |
6.1.4 切削力的大小 |
6.2 加工参数和加工方式对微铣磨力的影响 |
6.2.1 加工参数的影响 |
6.2.2 加工方式的影响 |
6.3 较高材料去除率下的微铣磨力 |
6.4 微铣磨温度测量方法 |
6.4.1 常用测温方法 |
6.4.2 微铣磨测温试件制备 |
6.4.3 热电偶标定 |
6.5 微铣磨温度特征及其与微铣削和微磨削的对比分析 |
6.5.1 实验条件 |
6.5.2 典型切削温度信号特征 |
6.5.3 加工参数对微铣磨温度的影响 |
6.6 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
攻读博士学位期间参与的科研项目 |
作者简介 |
(10)声波辅助剪切增稠高效抛光方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景与意义 |
1.2 常用曲面抛光方法的研究现状 |
1.2.1 计算机控制表面成形技术 |
1.2.2 气囊抛光技术 |
1.2.3 磁场辅助抛光技术 |
1.2.4 电场辅助抛光技术 |
1.3 剪切增稠抛光技术 |
1.3.1 非牛顿流体的剪切增稠效应 |
1.3.2 剪切增稠抛光方法 |
1.4 声波辅助加工技术 |
1.4.1 超声波加工的原理 |
1.4.2 超声波加工的应用 |
1.5 声波辅助剪切增稠抛光方法的提出 |
1.6 研究内容 |
第2章 声波辅助剪切增稠抛光原理及辅助声波作用 |
2.1 引言 |
2.2 声波辅助剪切增稠抛光原理 |
2.3 声波在粘性媒质中的传递 |
2.3.1 声学参量的基本概念 |
2.3.2 理想流体介质中的三个基本方程 |
2.3.3 声波在粘滞媒质中的运动方程 |
2.3.4 声波的传递特性对抛光液粘度分布的影响 |
2.4 声波参数对剪切增稠抛光液流变特性的影响分析 |
2.4.1 声波频率的影响 |
2.4.2 声波功率的影响 |
2.4.3 声波波形的影响 |
2.5 声波作用方向对抛光效果的影响分析 |
2.5.1 声波作用方向垂直于工件加工表面的情况 |
2.5.2 声波作用方向平行于工件加工表面的情况 |
2.6 本章小结 |
第3章 声波辅助剪切增稠抛光实验平台的建立 |
3.1 引言 |
3.2 声波辅助剪切增稠抛光实验平台的组成 |
3.3 声波辅助剪切增稠抛光实验平台中多轴联动装置的研制 |
3.3.1 多轴联动装置的开发 |
3.3.2 多轴联动装置控制系统的开发 |
3.4 声波辅助剪切增稠抛光实验平台中声波发生装置的研制 |
3.5 声波发生装置的频率振幅测试 |
3.5.1 频率振幅信号采集系统工作流程 |
3.5.2 频率振幅信号采集装置的研制 |
3.5.3 声波发生装置频率振幅数据采集与分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 声波辅助剪切增稠抛光材料去除机理分析 |
4.1 引言 |
4.2 声波辅助剪切增稠抛光过程中工件加工表面受力分析 |
4.2.1 工件加工表面作用力的分析 |
4.2.2 雷诺数对阻力因数的影响 |
4.2.3 剪切增稠抛光液对工件加工表面压强阻力的分析 |
4.2.4 剪切增稠抛光液对工件加工表面摩擦阻力分析 |
4.2.5 剪切增稠抛光液对工件加工表面的总作用力 |
4.3 声波辅助剪切增稠抛光的材料去除预测模型 |
4.3.1 材料去除预测模型的建立 |
4.3.2 材料去除预测模型的验证 |
4.4 本章小结 |
第5章 声波辅助剪切增稠抛光加工实验 |
5.1 引言 |
5.2 声波辅助剪切增稠抛光加工实验条件 |
5.3 抛光工艺参数对抛光效果的影响 |
5.3.1 声波频率对抛光效果的影响分析 |
5.3.2 声波功率对抛光效果的影响分析 |
5.3.3 声波波形对抛光效果的影响分析 |
5.4 抛光工艺参数的影响程度分析及优化 |
5.4.1 优化实验设计 |
5.4.2 优化实验分析方法 |
5.4.3 实验结果与分析 |
5.4.4 声波辅助剪切增稠抛光的优化实验 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间参加的科研项目和成果 |
四、超精密三角关系渗入EDM(论文参考文献)
- [1]熔石英组织结构和表面拓扑的吸附机理研究[D]. 胡朔. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]泡沫铝微孔加工及声学性能研究[D]. 刘胜甫. 长春理工大学, 2021(02)
- [3]基于喷雾冷却—激光刻蚀的金刚石涂层硬质合金衬底复合预处理方法研究[D]. 魏超. 安徽建筑大学, 2020(01)
- [4]基于固结磨料盘的钽酸锂高效研磨加工技术研究[D]. 张韬杰. 浙江工业大学, 2019
- [5]大尺寸超薄不锈钢柔性衬底超精密加工表面/亚表面损伤检测及工艺研究[D]. 彭亚男. 河南科技学院, 2018(08)
- [6]超精密切削铝亚表层缺陷演变及其对表面洁净影响研究[D]. 陶明方. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [7]镍基单晶高温合金铣削工艺基础问题与实验研究[D]. 李强. 东北大学, 2017(12)
- [8]激光氧化辅助微细铣削硬质合金的基础研究[D]. 吴贤. 南京航空航天大学, 2017(02)
- [9]微尺度铣磨复合加工机理及工艺实验研究[D]. 王超. 东北大学, 2016(06)
- [10]声波辅助剪切增稠高效抛光方法研究[D]. 戴伟涛. 浙江工业大学, 2016(05)