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天然金刚石刀具前刀面的表面粗糙度控制技术 预览
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作者 贾鲁 张晓峰 +2 位作者 夏志辉 王文升 雷大江 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2019年第2期8-12,共5页
介绍了金刚石刀具的发展和技术特点,设计了一种天然金刚石刀具前刀面表面粗糙度修磨控制方法,并通过工艺实验完成了对金刚石刀具的修磨。结果表明:验证了(100)面的金刚石的难磨方向,沿此方向加工后金刚石的表面粗糙度值较低、磨削热较多... 介绍了金刚石刀具的发展和技术特点,设计了一种天然金刚石刀具前刀面表面粗糙度修磨控制方法,并通过工艺实验完成了对金刚石刀具的修磨。结果表明:验证了(100)面的金刚石的难磨方向,沿此方向加工后金刚石的表面粗糙度值较低、磨削热较多;易磨方向表面粗糙度较差、磨削热较少。优化修磨角度修磨后,金刚石刀具前刀面表面粗糙度Ra值可达0.3nm,将其应用在超精密切削中效果良好。 展开更多
关键词 粗糙度控制 超精密切削 修磨
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碳钢材料超精密切削的最新研究进展 预览
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作者 李占杰 宫虎 +2 位作者 靳刚 卢振丰 陈达任 《工具技术》 2018年第7期10-16,共7页
碳钢材料作为应用最广的工程材料,以成本低廉、应用广泛而倍受超精密加工领域的重视。然而碳钢材料在超精密切削过程中会导致金刚石刀具严重磨损,被认为是金刚石不可切削材料。本文首先对金刚石刀具磨损机理研究进行了综合评述;其次分... 碳钢材料作为应用最广的工程材料,以成本低廉、应用广泛而倍受超精密加工领域的重视。然而碳钢材料在超精密切削过程中会导致金刚石刀具严重磨损,被认为是金刚石不可切削材料。本文首先对金刚石刀具磨损机理研究进行了综合评述;其次分别从加工工艺、刀具、工件材料以及它们的复合改善等四个方面对各种解决方法进行分类述评和比较分析,并对最有前景的方法进行了展望,以期为化学性质相似的其他元素金属(元素周期表第Ⅳ-Ⅷ族过渡元素Nb、Co、Mn、Ni、Cr、Ti等及其合金)的超精密切削研究提供参考。 展开更多
关键词 碳钢材料 超精密切削 金刚石刀具 磨损 研究进展
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工艺参数对单晶硅超精密加工切削力的影响 预览
3
作者 王明海 张枢南 +2 位作者 邵晨峰 庒鑫 张志勇 《机床与液压》 北大核心 2017年第19期45-48,56共5页
为了了解单晶硅超精密车削过程中不同切削参数及刀具前角对切削力的影响,利用单晶金刚石车刀对单晶硅进行单因素变量超精密车削试验。试验结果表明:进给量,和切削深度αp对X、Y、Z方向的切削力F均有增大的趋势;而在切削速度虬增加... 为了了解单晶硅超精密车削过程中不同切削参数及刀具前角对切削力的影响,利用单晶金刚石车刀对单晶硅进行单因素变量超精密车削试验。试验结果表明:进给量,和切削深度αp对X、Y、Z方向的切削力F均有增大的趋势;而在切削速度虬增加时,各方向的F逐渐减小;切削前角减小时,切削力反而增大。通过各因素对切削力F的变化幅值可以得到,对F影响较大的参数为αp及f。选取最佳组合参数对单晶硅进行超精密切削试验,得到极为光滑的表面。 展开更多
关键词 单晶硅 超精密切削 切削参数 切削前角 切削力
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单晶硅超精密切削的刀具磨损试验研究 预览 被引量:1
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作者 王明海 张枢南 +2 位作者 郑耀辉 王奔 印文典 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第5期133-136,共4页
针对单晶硅超精密切削过程中金刚石刀具磨损问题,对单晶硅进行超精密车削试验。通过观察金刚石刀具磨损演变过程,分析刀具的磨损过程对表面加工质量的影响,得到刀具磨损机理。结果表明,在超精密切削单晶硅过程中,随着切削距离的增加,刀... 针对单晶硅超精密切削过程中金刚石刀具磨损问题,对单晶硅进行超精密车削试验。通过观察金刚石刀具磨损演变过程,分析刀具的磨损过程对表面加工质量的影响,得到刀具磨损机理。结果表明,在超精密切削单晶硅过程中,随着切削距离的增加,刀具磨损面积逐渐增加,加工过程中产生的碳化硅及类似金刚石碳颗粒与刀具后刀面发生划擦造成磨粒磨损;同时,由于交变载荷作用导致的应力疲劳现象,进而伴有解理断裂产生。当切削路程小于4km时,加工表面的粗糙度Ra值在200nm以内,切削路程大于8km时,表面粗糙度Ra值在350nm~400nm之间。 展开更多
关键词 单晶硅 超精密切削 类金刚石碳原子 磨粒磨损 应力疲劳
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回转对称微结构光学模具的超精密切削B轴旋转加工工艺
5
作者 高兴 李勇 +2 位作者 钟昊 岳全 李朝将 《清华大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期120-127,共8页
为避免回转对称微结构光学模具加工中产生的毛刺、尖角缺损及表面划痕,提出一种基于超精密切削的B轴旋转加工工艺。通过实验研究加工路径、切削速度、B轴旋转速度及切深等影响微模具面形精度和表面质量的主要因素,优化切削轨迹规划与... 为避免回转对称微结构光学模具加工中产生的毛刺、尖角缺损及表面划痕,提出一种基于超精密切削的B轴旋转加工工艺。通过实验研究加工路径、切削速度、B轴旋转速度及切深等影响微模具面形精度和表面质量的主要因素,优化切削轨迹规划与加工参数,开展了2种微结构模具的加工实验,得到尺寸精度小于1.4μm、表面粗糙度小于14nm的结构完整性较好、表面无划痕的模具。实验结果验证了回转对称微结构光学模具B轴旋转加工工艺的可行性。 展开更多
关键词 超精密切削 B轴旋转加工工艺 回转对称微结构 光学模具 结构完整性
切削参数对各向同性热解石墨切削力的影响 预览
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作者 王明海 印文典 +1 位作者 王奔 刘东玺 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第8期121-123,127共4页
为了研究切削参数对各向同性热解石墨车削过程中切削力的影响,采用单因素试验法及聚晶金刚石刀具进行了切削试验。试验结果表明,切削速度、进给量及切削深度均可显著影响各向同性热解石墨的切削力,且切削深度以及进给量对切削力的影响... 为了研究切削参数对各向同性热解石墨车削过程中切削力的影响,采用单因素试验法及聚晶金刚石刀具进行了切削试验。试验结果表明,切削速度、进给量及切削深度均可显著影响各向同性热解石墨的切削力,且切削深度以及进给量对切削力的影响较为突出。以最小切削力为优化目标,对切削参数进行了优化选择。在选取最佳组合参数的基础上,对材料进行了切削试验,并得到了表面粗糙度Ra值为0.04μm的加工表面。 展开更多
关键词 各向同性热解石墨 切削力 超精密加工 切削参数
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Simulation and experiment analysis on thermal deformation of tool system in single-point diamond turning of aluminum alloy 预览
7
作者 张元晶 董国军 周明 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第9期2223-2229,共7页
The aim of this work is to simulate thermal deformation of tool system and investigate the influence of cutting parameters on it in single-point diamond turning(SPDT) of aluminum alloy. The experiments with various cu... The aim of this work is to simulate thermal deformation of tool system and investigate the influence of cutting parameters on it in single-point diamond turning(SPDT) of aluminum alloy. The experiments with various cutting parameters were conducted. Cutting temperature was measured by FLIR A315 infrared thermal imager. Tool wear was measured by scanning electron microscope(SEM). The numerical model of heat flux considering tool wear generated in cutting zone was established. Then two-step finite element method(FEM) simulations matching the experimental conditions were carried out to simulate the thermal deformation. In addition, the tests of deformation of tool system were performed to verify previous simulation results. And then the influence of cutting parameters on thermal deformation was investigated. The results show that the temperature and thermal deformation from simulations agree well with the results from experiments in the same conditions. The maximum thermal deformation of tool reaches to 7 μm. The average flank wear width and cutting speed are the dominant factors affecting thermal deformation, and the effective way to decrease the thermal deformation of tool is to control the tool wear and the cutting speed. 展开更多
关键词 刀具系统 金刚石车削 实验分析 热变形 铝合金 模拟 单点 扫描电子显微镜
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电脉冲处理对钛合金超精密切削的影响 预览
8
作者 吴红兵 史云龙 +2 位作者 杜雪 熊瑞斌 石松 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期218-221,共4页
钛合金材料由于难加工性限制其在各种工业领域的应用。为了改善钛合金材料Ti6A14V在超精密切削过程中的加工性能,采用电脉冲处理的方法对钛合金材料进行了处理。电脉冲处理改变了钛合金的微结构和力学性能,经其处理后的钛合金材料弹... 钛合金材料由于难加工性限制其在各种工业领域的应用。为了改善钛合金材料Ti6A14V在超精密切削过程中的加工性能,采用电脉冲处理的方法对钛合金材料进行了处理。电脉冲处理改变了钛合金的微结构和力学性能,经其处理后的钛合金材料弹性模量、硬度及塑性等均有一定程度的降低。对电脉冲处理后的钛合金材料进行超精密切削实验,结果表明电脉冲处理能够降低钛合金超精密切削过程中的切削力,同时还可以提高钛合金材料在超精密切削后的表面质量。研究结果证明了电脉冲处理可以作为一种有效改善钛合金加工性能的处理方法。 展开更多
关键词 钛合金 电脉冲处理 超精密切削 力学性能
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PSD在超精密加工实验数据分析的应用 预览 被引量:3
9
作者 王素娟 陈新度 李克天 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2015年第5期75-81,共7页
功率谱密度(power spectral density,PSD)用于描述随机过程的功率随频率的分布.在超精密加工实验中,功率谱方法不仅仅用于切削力信号分析,还可以用于超精密加工表面微观形貌分析;既可以反映出不同频率在表面形貌中所占的比重,还可揭... 功率谱密度(power spectral density,PSD)用于描述随机过程的功率随频率的分布.在超精密加工实验中,功率谱方法不仅仅用于切削力信号分析,还可以用于超精密加工表面微观形貌分析;既可以反映出不同频率在表面形貌中所占的比重,还可揭示切削参数、工件材料性能等对超精密加工表面生成的影响程度.该文使用PSD方法对超精密飞刀铣削在不同进给速度下加工不同工件材料的实验结果进行分析,结果表明,相比于表面粗糙度参数来说,PSD方法更有利于表现出工件材料对超精密加工表面的影响. 展开更多
关键词 功率谱密度 超精密加工 表面质量 切削力
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微结构功能表面的应用及制造 被引量:7
10
作者 杨辉 张彬 张利鹏 《航空精密制造技术》 2015年第5期1-6,19共7页
物体表面具有一些特定形状的微结构特征从而使该物体具有了一些特定的物理、化学等功能,这种具有一定功能的微结构特征称之为微结构功能表面,其具有的超疏水、减阻、隐身等特性在航空、航天以及平板显示、照明、太阳能等领域有着广泛应... 物体表面具有一些特定形状的微结构特征从而使该物体具有了一些特定的物理、化学等功能,这种具有一定功能的微结构特征称之为微结构功能表面,其具有的超疏水、减阻、隐身等特性在航空、航天以及平板显示、照明、太阳能等领域有着广泛应用前景。本文在分析微结构功能表面机理和应用的基础上,比较了微结构特征不同加工工艺的特点,超精密机械加工工艺也成为微结构特征的一种重要加工方式。 展开更多
关键词 微结构特征 超疏水结构 减阻 仿生 超精密切削
Mesoplasticity Approach to Studies of the Cutting Mechanism in Ultra-precision Machining
11
作者 LEE WB Rongbin WANG Hao +2 位作者 TO Suet CHEUNG Chi Fai CHAN Chang Yuen 《中国机械工程学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第2期219-228,共10页
由世界范围的研究人员有各种各样的理论尝试从 nano- 在粘性研究的不同规模上面连接,微规模并且观察的宏规模基于分子的动力学,水晶粘性和连续统力学。然而,很少的尝试在极端精确的用机器制造的研究被报导了。李和杨倡导的一条 mesop... 由世界范围的研究人员有各种各样的理论尝试从 nano- 在粘性研究的不同规模上面连接,微规模并且观察的宏规模基于分子的动力学,水晶粘性和连续统力学。然而,很少的尝试在极端精确的用机器制造的研究被报导了。李和杨倡导的一条 mesoplasticity 途径被作者采用并且成功地在极端精确的用机器制造被用于微切的机制的研究。传统地,在金属切的 shear 角度,以及切的力量变化,能仅仅从切测试被决定。在作者的开创的工作, mesoplasticity 理论的使用启用 shear 角度和微切的力量的变化的预言,砍乐队形成,在钻石转弯的薄片形态学和在 nano 缩进的尺寸效果。这些调查结果被实验验证。mesoplasticity 明确的表达开创研究的一个新方向启用怎么在变丑处理的材料和他们的组成的代表的塑料行为,例如用机器制造能从在 microscale 可测量的材料的基本性质被预言,估计并且推出。 展开更多
关键词 超精密加工 切削机理 连续介质力学 纳米压痕 分子动力学 金刚石车削 研究人员 晶体塑性
实现太赫兹波高透射率的微结构超精密加工技术
12
作者 陈耘辉 房丰洲 +2 位作者 栗岩锋 王清月 胡小唐 《航空精密制造技术》 2014年第2期1-3,32共4页
为针对提高太赫兹波透射率的需求,开展基于离子注入表面改性的脆性材料微结构超精密加工技术的研究,并将其应用于太赫兹波产生用磷化镓微棱锥结构的应用中。通过蒙特卡洛模拟指导注入参数,对比脆塑转变深度验证机械加工效果,成功加... 为针对提高太赫兹波透射率的需求,开展基于离子注入表面改性的脆性材料微结构超精密加工技术的研究,并将其应用于太赫兹波产生用磷化镓微棱锥结构的应用中。通过蒙特卡洛模拟指导注入参数,对比脆塑转变深度验证机械加工效果,成功加工出符合应用要求的微结构。通过光学测试,该方法能够有效提高加工效率,改善加工质量,实现对脆性光学材料的一次成型加工。 展开更多
关键词 离子注入 超精密加工 飞刀 磷化镓 太赫兹波
钛合金超精密切削过程的数值模拟与实验分析 预览 被引量:1
13
作者 吴红兵 王朋 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期3988-3992,共5页
以钛合金材料TC4的超精密切削加工机理为研究目的,采用有限元技术与实验验证相结合的方法,建立了钛合金材料超精密切削过程的正交切削有限元模型,深入介绍了有限元建模过程中有限元模型的建立、材料应力应变关系等关键技术。采用建立的... 以钛合金材料TC4的超精密切削加工机理为研究目的,采用有限元技术与实验验证相结合的方法,建立了钛合金材料超精密切削过程的正交切削有限元模型,深入介绍了有限元建模过程中有限元模型的建立、材料应力应变关系等关键技术。采用建立的有限元模型对钛合金的加工过程进行了正交切削有限元模拟。通过模拟获得了切屑形成过程、切削力曲线以及温度分布等结果。应用单点金刚石车床进行了钛合金TC4的超精密车削实验,研究结果显示数值模拟结果与实验结果比较吻合。数值模拟方法的有效性也得到了验证,可以进一步用来研究钛合金材料的切削过程。 展开更多
关键词 钛合金 超精密切削 数值模拟
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基于FEM—SPH耦合方法的AISI4340钢超精密切削过程仿真 预览 被引量:5
14
作者 郭晓光 魏延军 +2 位作者 张小冀 金洙吉 郭东明 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期526-531,共6页
数值模拟是研究金属切削的重要手段,但有限元方法(FEM)由于依赖网格而存在一定的局限性,不适宜处理大变形问题.光滑粒子动力学(SPH)是一种无网格法,可以避免网格畸变,解决切削过程中材料大变形问题.结合两种方法的各自优点,... 数值模拟是研究金属切削的重要手段,但有限元方法(FEM)由于依赖网格而存在一定的局限性,不适宜处理大变形问题.光滑粒子动力学(SPH)是一种无网格法,可以避免网格畸变,解决切削过程中材料大变形问题.结合两种方法的各自优点,建立了AIS14340钢金刚石超精密切削过程的FEM—SPH耦合模型,研究切削过程中材料的去除机理.仿真结果表明:随着切削过程的进行工件内部应力逐渐增大,当达到屈服极限时,工件材料沿前刀面塑性流动,形成切屑,刀尖钝圆的推挤起了决定性的作用;成形表面下存在较为严重的残余应力;切削热主要来源于切削过程中塑性功的转换且大部分被切屑带走;增大刀尖钝圆半径将会使切削力尤其是切削抗力显著增大. 展开更多
关键词 超精密切削 无网格法 FEM—SPH耦合 仿真
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金刚石切削黑色金属时刀具磨损机理的摩擦磨损试验 预览 被引量:10
15
作者 周明 邹莱 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1786-1794,共9页
为了降低黑色金属金刚石切削过程中的刀具磨损,提高表面加工质量和精度,对刀具磨损机理进行了研究。通过黑色金属金刚石摩擦磨损试验,模拟了实际切削过程中的刀具磨损行为;分别采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)以及拉曼光谱仪... 为了降低黑色金属金刚石切削过程中的刀具磨损,提高表面加工质量和精度,对刀具磨损机理进行了研究。通过黑色金属金刚石摩擦磨损试验,模拟了实际切削过程中的刀具磨损行为;分别采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)以及拉曼光谱仪(RS)对工件表面形貌、实验前后工件表面化学组分变化以及金刚石磨损表面的晶体结构转变进行了检测,同时提出了用石墨化程度作为试验过程中评价金刚石磨损的指标。试验结果表明:金刚石的磨损主要与机械力和温度有关,摩擦速度和工件材料中的含碳量对其影响相对较小;石墨化磨损、扩散磨损和氧化磨损等磨损机理共存,其中石墨化为导致金刚石磨损的主要原因。结合红外热像仪测温和热传导理论推算,近似获得了摩擦界面的真实温度,且随着温度升高15%,金刚石石墨化程度显著加剧83%。作者提出,应当综合考虑热-力耦合作用下的刀具磨损机理,以便进一步探寻抑制刀具磨损的工艺措施。 展开更多
关键词 超精密加工 金刚石切削 黑色金属 摩擦磨损 磨损机理
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超精密车削刀具偏置校正方法的研究 预览 被引量:1
16
作者 王毅 余景池 《机床与液压》 北大核心 2012年第15期1-6,共6页
刀具偏置的校正是超精密车削的首要任务,对提高超精密车削效率及精度具有非常重要的意义。传统的刀具偏置校正方法由于缺乏理论指导,存在校正效率低、精度低的缺点,即使利用国外进口软件进行辅助校正,也存在一些问题。对超精密车削... 刀具偏置的校正是超精密车削的首要任务,对提高超精密车削效率及精度具有非常重要的意义。传统的刀具偏置校正方法由于缺乏理论指导,存在校正效率低、精度低的缺点,即使利用国外进口软件进行辅助校正,也存在一些问题。对超精密车削中金刚石刀具偏置造成的车削误差展开理论分析,在理论分析的基础上,给出提高刀具偏置校正精度及效率的原则,提出一种新的刀具偏置校正方法——泰曼格林干涉仪在线检测法,并用实验证明其准确性。 展开更多
关键词 超精密车削 刀具偏置 误差校正
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超精密切削积屑瘤问题的研究
17
作者 宋学锋 《航空精密制造技术》 2011年第3期20-22,62共4页
结合超精密切削的工艺特点,在分析超精密切削积屑瘤现象及成因的基础上,通过研究切削用量、刀具几何参数、切削液、刀具刃磨等因素对积屑瘤的影响机理,分析积屑瘤对超精密切削加工表面粗糙度、切削力和切削变形、切削振动的影响,并提... 结合超精密切削的工艺特点,在分析超精密切削积屑瘤现象及成因的基础上,通过研究切削用量、刀具几何参数、切削液、刀具刃磨等因素对积屑瘤的影响机理,分析积屑瘤对超精密切削加工表面粗糙度、切削力和切削变形、切削振动的影响,并提出超精密切削条件下抑制积屑瘤的主要方法。 展开更多
关键词 超精密切削 积屑瘤 刀具参数 切削液 刃磨
超精密切削氟化钙单晶金刚石刀具磨损研究 预览 被引量:5
18
作者 陈浩锋 王建敏 +2 位作者 戴一帆 郑子文 焦飞飞 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第13期1519-1522,1526共5页
为了研究氟化钙(CaF2)单晶超精密切削过程中的金刚石刀具磨损及其对切削过程的影响,对CaF2晶体进行了超精密切削实验,系统观测了刀具磨损形貌随切削路程的变化趋势,分析了刀具磨损机理,同时通过分析不同切削路程下切削表面微观形貌和... 为了研究氟化钙(CaF2)单晶超精密切削过程中的金刚石刀具磨损及其对切削过程的影响,对CaF2晶体进行了超精密切削实验,系统观测了刀具磨损形貌随切削路程的变化趋势,分析了刀具磨损机理,同时通过分析不同切削路程下切削表面微观形貌和切削力的变化,对刀具磨损与切削模式之间的关系进行了探讨。研究表明,超精密切削CaF2晶体时刀具磨损模式为沟槽磨损和缺口破损,刀具磨损随切削路程的演变过程为后刀面沟槽磨损扩展到前刀面缺口破损,同时相应的切削模式由延性去除转变为脆性去除。该研究结果为大口径CaF2晶体纳米尺度延性域切削提供了技术支持。 展开更多
关键词 超精密切削 刀具磨损 CaF2晶体 延性域 金刚石刀具
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现代超精密加工机床的发展及对策 预览 被引量:7
19
作者 牛景丽 陈东海 《机床与液压》 北大核心 2010年第2期 94-97,共4页
超精密加工机床是实现超精密加工的重要机械装备。介绍了当前国内外超精密机床的发展现状,从系统的角度分析了影响机床加工精度的因素,并对我国超精密加工机床的研发提出了一点建议。
关键词 超精密加工 超精密切削 机床
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金刚石超精密切削技术探讨 预览 被引量:2
20
作者 杜红文 郁元正 《轻工机械》 CAS 2010年第4期 1-3,11,共4页
金刚石超精密切削技术是超精密加工技术的重要组成部分,直接影响尖端技术和国防工业的发展。金刚石超精密切削技术涉及的方面有很多,文章对刀具的选用、刀具制造技术以及超精密加工切削用量、加工机床等是金刚石超精密切削的关键技术进... 金刚石超精密切削技术是超精密加工技术的重要组成部分,直接影响尖端技术和国防工业的发展。金刚石超精密切削技术涉及的方面有很多,文章对刀具的选用、刀具制造技术以及超精密加工切削用量、加工机床等是金刚石超精密切削的关键技术进行了研究与探讨。图2表1参10 展开更多
关键词 金属切削 超精密切削 金刚石刀具 加工设备
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