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)者開展對硬脆材料的塑性銑削機(jī)理研究大部分停留在對銑削力的研究上，對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，其主要創(chuàng)新點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發(fā)熱特點得到了玻璃溫度場模型，

3、利用熱源法可以得出最簡單形式解，并且在某點位計算結(jié)果與實際結(jié)果比較接近，所以得出的銑削溫度場可以作為計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)的實驗平臺上，使用硬質(zhì)合金球頭銑刀對石英玻璃進(jìn)行干式高速微銑削槽正交實驗，得出銑削力與銑削溫度隨著各個參數(shù)變化規(guī)律，且對銑削力模型通過Mat