微结构表面的金刚石飞切加工研究

论文摘要

随着科技的发展,微结构表面在光学领域、机械电子领域、生物医学领域和军事领域都显示出越来越重要的应用价值和广阔的应用前景。微结构功能表面的高精度、高效率、低成本加工制造引起了世界各国广泛的关注与研究。金刚石飞切加工可以在没有后期抛光的情况下直接加工出具有纳米级表面质量和亚微米级面形精度的微结构表面。尤其对于线性槽微结构、微槽结构阵列、重复性的棱柱矩阵、金字塔矩阵和应用于特殊反射表面涂层、薄片和磁带的微结构的加工,飞刀切削都起着极其重要的作用。本文从实际应用、国内外研究现状及其发展方向等方面对微结构表面的金刚石飞切加工进行了系统地阐述,通过对PC和LY12材料的微结构金刚石飞切加工试验,介绍了微结构表面的金刚石飞切加工原理,分析了加工中主轴转速、进给量、背吃刀量以及其它因素对微结构表面质量的影响。同时还完成了金刚石飞切微结构过程中的切削力试验,并基于微切削理论建立了金刚石飞切微结构的切削力模型,并对飞刀的磨损机理进行了探讨。通过理论分析和试验验证得出了与微沟槽微结构金刚石超精密加工工艺、切削力及其刀具磨损相关的一些结论,这些结论为完善微结构功能表面的金刚石超精密加工工艺方法提供了理论基础和实践经验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 微结构表面的金刚石飞切加工技术发展现状
• 1.2.1 国外微结构表面的金刚石飞切加工技术发展现状
• 1.2.2 国内微结构表面的金刚石飞切加工技术发展现状
• 1.3 本课题的研究内容
• 第2章 微结构的金刚石飞切加工工艺技术及表面质量研究
• 2.1 引言
• 2.2 金刚石飞切加工原理
• 2.3 试验方案设计
• 2.3.1 金刚石飞刀的制备和调整
• 2.3.2 精密切削机床的性能
• 2.3.3 工件材料的选择
• 2.3.4 检测设备
• 2.3.5 试验设计
• 2.4 试验结果分析
• 2.4.1 背吃刀量对表面质量的影响
• 2.4.2 进给量对表面质量的影响
• 2.4.3 主轴转速对表面质量的影响
• 2.4.4 其它因素对表面质量的影响
• 2.5 本章小结
• 第3章 金刚石飞切切削力的理论分析及试验研究
• 3.1 引言
• 3.2 金刚石飞切切削力模型的建立
• 3.2.1 微切削力理论
• 3.2.2 金刚石飞切切削力模型
• 3.3 金刚石飞切切削力的试验研究
• 3.3.1 试验方案设计
• 3.3.2 试验结果分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 金刚石飞刀的磨损研究
• 4.1 引言
• 4.2 金刚石刀具的磨损机理
• 4.3 实验方案设计
• 4.4 试验结果分析
• 4.4.1 金刚石飞刀的磨损形态
• 4.4.2 金刚石飞刀的磨损机理
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢