超精密切削黑色金屬的工藝及機(jī)理研究.pdf

1、為解決單晶金剛石切削黑色金屬時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重磨損這一制造領(lǐng)域難題,本研究在綜述國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上提出一套綜合解決方案,即采用表面改性、研究新的可金剛石切削模具材料及超聲振動(dòng)輔助切削相結(jié)合的方法,以求實(shí)用化并推廣擴(kuò)展到其他難加工材料的超精密加工,例如碳化鎢材料的高精高效加工。主要研究工作和成果有如下幾個(gè)方面:
　　(1)深入研究了表面改性方法,探索了部分新元素對(duì)金剛石可切削性的影響,結(jié)果表明:N元素有助于減少刀具磨損提高刀具壽命,N、

2、Si和Al元素有助于獲得光學(xué)級(jí)質(zhì)量的表面,而B(niǎo)元素對(duì)鋼鐵材料的金剛石可加工性起負(fù)面作用,這些有益的探索為開(kāi)發(fā)新材料提供了依據(jù);
　　(2)探索了深層滲氮工藝并對(duì)滲氮后的純鐵進(jìn)行了金剛石可切削性實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:氮化鐵物質(zhì)本身具有被單晶金剛石加工出鏡面質(zhì)量的潛質(zhì);
　　(3)提出了整體單相可控氮化鐵粉末冶金鋼這一新型模具材料,初步切削實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明了其具有較好的金剛石可切削性,此新材料的研制有望進(jìn)一步揭示表面改性方法減少金剛石刀具

3、磨損的機(jī)理;
　　(4)借助分子動(dòng)力學(xué)仿真重點(diǎn)研究了水基切削液和超聲振動(dòng)切削的分離特性對(duì)金剛石刀具磨損和工件表面質(zhì)量的影響,為研制超聲振動(dòng)輔助切削系統(tǒng)提供了依據(jù);
　　(5)用研制的新型超聲振動(dòng)輔助切削系統(tǒng)進(jìn)行了STAVAX模具鋼切削實(shí)驗(yàn),研究了工藝參數(shù)對(duì)單晶金剛石刀具磨損的影響,以及對(duì)不同輪廓形狀(平面、凹/凸曲面及非球面)和不同尺寸大小的工件表面質(zhì)量的影響,通過(guò)切削實(shí)驗(yàn)確定出了最優(yōu)工藝參數(shù),使工件表面粗糙度達(dá)到10nm以