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)和傳動精度等機(jī)械性能有直接或間接的影響，尤其是對摩擦表面的磨損潤滑狀態(tài)、摩擦、振動、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，是深入研究相對運(yùn)動表面間的相互作用及其摩擦、磨損和潤滑問題的基礎(chǔ)，具有非常重要的意義。
　　 本文基于切削理論和機(jī)床運(yùn)動學(xué)知識，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振動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)動的空間軌跡、預(yù)測工件表面三維微觀形貌。在三維形貌仿真的基礎(chǔ)上，對外圓和端面的表面形貌的三維評定進(jìn)行了詳細(xì)研究，開發(fā)了表面形貌三維評定系統(tǒng)。利用所開發(fā)的系統(tǒng)對標(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。并將樣本的三維評定參數(shù)與二維評定參數(shù)進(jìn)行了對比，結(jié)果表明二維參數(shù)評定對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，分別研究車削過程中不同的振動方向和振動參數(shù)對表面形貌的影響。比較理想切削加工和振動加工條件下，工件表面三維形貌形成的差異。分析了切削參數(shù)和振動條件以及振動頻率與主軸旋轉(zhuǎn)頻率比值對工件表面形貌的影響。揭示了不同切削條件對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，在實(shí)際應(yīng)用中可以改變加工參數(shù)值進(jìn)而改