各向同性熱解石墨切削機(jī)理研究.pdf

1、各向同性熱解石墨廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)渦輪軸密封件當(dāng)中。各向同性熱解石墨在車削加工中易出現(xiàn)邊緣碎裂等現(xiàn)象，質(zhì)量無法保證，其成品率只有20％；同時加工刀具磨損嚴(yán)重，耐用度非常低。因此，對各向同性熱解石墨高效精密切削機(jī)理的進(jìn)行研究，對降低成本，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量等都具有重要的理論意義與實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　納米壓痕試驗(yàn)是研究各向同性熱解石墨脆-塑性轉(zhuǎn)變的重要方法。通過納米壓痕試驗(yàn)表明，在小印壓深度時，各向同性熱解石墨材料存在脆-塑

2、性轉(zhuǎn)變。即表明了在特定條件下可以通過塑性域加工獲得較好表面質(zhì)量各向同性熱解石墨工件。
　　本文經(jīng)過對基于晶體結(jié)構(gòu)和壓頭形狀的應(yīng)變梯度理論的研究，將應(yīng)變梯度理論應(yīng)用于各向同性熱解石墨材料中。計(jì)算出其發(fā)生脆-塑性轉(zhuǎn)變時的臨界切削厚度，并建立了細(xì)微觀結(jié)合的各向同性熱解石墨超精密切削模型，然后通過切削試驗(yàn)證實(shí)了上述研究結(jié)果的正確性。
　　通過對各向同性熱解石墨加工中金剛石刀具磨損機(jī)理與刀具的磨損形貌的研究，表明了磨粒磨損、粘附磨損和

3、微蹦刃破損是其主要磨損機(jī)理。并采用了遺傳算法與各向同性熱解石墨加工中的刀具磨損試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了刀具磨損預(yù)測模型，對后續(xù)的應(yīng)用與研究具有一定指導(dǎo)作用。
　　各向同性熱解石墨的切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。首先采用旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行試驗(yàn)規(guī)劃，然后基于善于全局搜索的遺傳基因算法建立了各向同性熱解石墨表面粗糙度預(yù)測模型。應(yīng)用所建立的表面粗糙度預(yù)測模型，分析了切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量對加工表面粗糙度的影響。結(jié)果表明，進(jìn)給量對表面粗糙度的影響要大于切削