玻璃器件微納尺度塑性域銑削原理與技術(shù)研究.pdf

1、玻璃等脆性材料的銑削是一個(gè)復(fù)雜的熱力耦合過程，在玻璃銑削過程中，銑削熱主要來源于銑削區(qū)的彈塑性變形、刀具與切屑和工件之間的摩擦等方面，銑削熱必然引起銑削溫度的升高，致使刀具磨損程度加快。銑削力是表征銑削過程最重要的物理量，銑削力的變化直接影響到銑削加工過程中精度、刀具磨損和加工表面的精度。許多學(xué)者開展對(duì)硬脆材料的塑性銑削機(jī)理研究大部分停留在對(duì)銑削力的研究上，對(duì)銑削溫度因素考慮基本空白。本課題采用多尺度關(guān)聯(lián)的方法開展對(duì)塑性銑削機(jī)理及技術(shù)研

2、究具有重要的意義。
　　本文在微尺度條件下對(duì)球頭銑刀銑削石英玻璃展開分析與研究具體如下：
　　首先通過高速銑削過程力學(xué)分析，將高速銑削時(shí)具備的因素考慮到銑削過程中去，建立犁耕區(qū)域的銑削力模型，其主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于考慮到了玻璃材料的部分彈性恢復(fù)，模型中考慮了低速加工沒有的因素，其可以作為研究高速銑削力的理論依據(jù)。
　　其次建立銑削區(qū)域玻璃溫度場(chǎng)模型，由平面磨削機(jī)理作為啟發(fā)，利用熱源法及銑削玻璃時(shí)發(fā)熱特點(diǎn)得到了玻璃溫度場(chǎng)模型，

3、利用熱源法可以得出最簡單形式解，并且在某點(diǎn)位計(jì)算結(jié)果與實(shí)際結(jié)果比較接近，所以得出的銑削溫度場(chǎng)可以作為計(jì)算銑削玻璃溫度的理論依據(jù)。
　　再次將兩者模型用多尺度關(guān)聯(lián)的方法耦合，從玻璃材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出發(fā)，在氧硅離子半徑變化和遷移行為角度兩方面分析研究，進(jìn)而得出新的銑削機(jī)理。
　　最后在自主研發(fā)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，使用硬質(zhì)合金球頭銑刀對(duì)石英玻璃進(jìn)行干式高速微銑削槽正交實(shí)驗(yàn)，得出銑削力與銑削溫度隨著各個(gè)參數(shù)變化規(guī)律，且對(duì)銑削力模型通過Mat