車削表面三維微觀形貌的仿真研究與表征.pdf

1、表面形貌對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的摩擦磨損、接觸剛度、疲勞強(qiáng)度、配合性質(zhì)和傳動(dòng)精度等機(jī)械性能有直接或間接的影響，尤其是對(duì)摩擦表面的磨損潤(rùn)滑狀態(tài)、摩擦、振動(dòng)、配合性質(zhì)、涂層質(zhì)量、抗腐蝕性和反射性能的影響更為顯著。因此，研究表面形貌的微觀形貌，是深入研究相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間的相互作用及其摩擦、磨損和潤(rùn)滑問(wèn)題的基礎(chǔ)，具有非常重要的意義。
　　 本文基于切削理論和機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)，在考慮進(jìn)給量、進(jìn)給速度、刀具幾何半徑、刀具與工件間的相對(duì)振動(dòng)等影響車削表面形貌

2、的主要因素的條件下，建立了外圓車削和端面車削的表面三維形貌仿真模型，該模型可以準(zhǔn)確模擬刀具切削運(yùn)動(dòng)的空間軌跡、預(yù)測(cè)工件表面三維微觀形貌。在三維形貌仿真的基礎(chǔ)上，對(duì)外圓和端面的表面形貌的三維評(píng)定進(jìn)行了詳細(xì)研究，開(kāi)發(fā)了表面形貌三維評(píng)定系統(tǒng)。利用所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)粗糙度樣塊的參數(shù)進(jìn)行分析研究，驗(yàn)證參數(shù)計(jì)算方法的正確性和可行性。并將樣本的三維評(píng)定參數(shù)與二維評(píng)定參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明二維參數(shù)評(píng)定對(duì)輪廓線的位置有很強(qiáng)的依賴性，具有局部依賴性，而三

3、維粗糙度的評(píng)定能更全面、更準(zhǔn)確地描述零件表面的整體粗糙特性。
　　 在上述仿真和表征的基礎(chǔ)上，分別研究車削過(guò)程中不同的振動(dòng)方向和振動(dòng)參數(shù)對(duì)表面形貌的影響。比較理想切削加工和振動(dòng)加工條件下，工件表面三維形貌形成的差異。分析了切削參數(shù)和振動(dòng)條件以及振動(dòng)頻率與主軸旋轉(zhuǎn)頻率比值對(duì)工件表面形貌的影響。揭示了不同切削條件對(duì)加工表面微觀幾何形貌及表面粗糙度的影響規(guī)律，把表面形貌與切削條件等影響因素聯(lián)系起來(lái)，在實(shí)際應(yīng)用中可以改變加工參數(shù)值進(jìn)而改