导读:本文包含了超精密切削论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:精密,动力学,金刚石,单晶硅,镀层,分子,复合材料。
超精密切削论文文献综述
严俊超[1]（2019）在《SiC单晶超精密切削仿真与实验研究》一文中研究指出SiC单晶具有优良的材料特性,目前广泛应用在大功率、高频功率器件,如涡轮发动机组件、光学器件、太空望远镜等工业产品。由于SiC单晶的硬度高、脆性大,对其切削加工十分困难,而且在这些领域对材料的表面加工精度多己达到了纳米量级,这就需要超精密切削理论和方法作为支撑。由于超精密加工的实验研究既昂贵又耗时,因此有必要采用新的研究方法对SiC单晶超精密加工的微观机理进行研究。采用分子动力学的方法模拟切削过程是研究超精密加工机理的重要手段。本文建立了纳米尺度下金刚石刀具对4H-SiC单晶切削加工的分子动力学仿真模型,研究了不同切削速度、切削深度和刀具前角分别对单晶碳化硅切削表面损伤层、主切削力、系统势能和切削温度变化的影响。仿真结果表明,采用较高的切削速度、合适的切削深度以及正前角刀具有利于4H-SiC单晶的塑性域加工可获得较好的加工表面。基于JH-2硬脆材料本构模型,采用有限元仿真方法,通过LS-DYNA对4H-SiC单晶进行了金刚石刀具加工的二维和叁维仿真计算,分析了不同切削深度和不同切削速度下加工过程的应力分布、切削力变化以及切削表面损伤情况。仿真结果表明,采用合适的切削速度和切削深度不仅能提高加工效率还能获得较好的加工表面。通过微纳划痕系统对4H-SiC单晶进行了微纳划痕实验,研究了不同划痕深度对4H-SiC单晶划痕表面形貌和表面损伤的影响。将不同深度下的金刚石刀具加工SiC的有限元仿真结果与不同深度下的划痕实验结论对比,结果表明随着加工深度的增加,工件表面会出现较多的裂纹与凹坑,工件表面质量较差,实验结果与仿真计算结果具有较好的一致性。(本文来源于《西安理工大学》期刊2019-06-30）
马振中[2]（2019）在《单晶硅各向异性超精密切削仿真与实验研究》一文中研究指出单晶硅在超大规模集成电路、柔性电子、红外光学和微纳机电系统等高科技领域应用日益广泛。传统主要采用机械化学抛光法使硅片表面达到特定使用要求,不仅效率低下而且有严重的点蚀和亚表层损伤;然而纯机械超精密切削技术作为一种新型的高效率、低表面损伤的加工方式已经在纳米尺度实现单晶硅的塑性域去除。由于单晶硅具有规则的晶体结构,在切削过程中各向异性效应对材料的微纳去除有显着的影响,针对单晶硅的微观切削机理研究仍未完善。本文通过建立叁个典型晶面的单晶硅分子动力学仿真模型,结合纳米压痕、单颗粒金刚石飞切实验总结出不同晶面的弹塑性变形机理,对单晶硅各向异性塑性域超精密切削材料去除机理进行深入分析,有以下主要研究内容和结论:1.基于纳米压痕分子动力学仿真和实验对样品的特征弹性模量、微纳硬度、相变机制和非晶区域的机械变形行为进行分析。发现(100)面有更宽的弹性区域为3.7 nm,压头正下方出现长程有序的结构;(110)面具有较高的硬度值14.3 GPa,在外部载荷作用下不容易发生机械变形。在加载开始时(110)面会较早的产生位错,在加载过程中,叁个晶面非晶区域的位错是不断产生和消失的,在5 nm压深下,叁个晶面不会发生脆性裂纹和滑移位错,卸载后高压区域产生永久位错。(111)面非晶区域底部有较好的平面保持性;在非晶区域形貌的演化中,随着载荷的不断加大出现生长转向机制;相变产生的类型依赖于压力的分布,Si-II相和Si-III相在加载过程中,几乎同时开始生长,卸载以后,Si-III相基本消失,剩下大部分的Si-II相;单晶硅各向异性效应主要依赖于其表面原子和层间原子排列方式。2.从原子的角度对精密切削表面微观形貌的形成过程做了定量解释,研究了切削过程中亚表层损伤厚度和机械变形行为。单晶硅在超精密切削过程中表现出明显的各向异性效应,3 nm微切削厚度下材料塑性域去除主要是在刀具的挤压和剪切作用下产生相变和塑性流动完成的,随着切削的进行,刀具前方原子堆积到一定量,由刀具的剪切去除。在同一切深下,(110)晶面需要较大的切削力,在切削过程中(100)面的摩擦系数基本保持稳定。(100)面在已切削表面产生较平整的表面形貌,但是会产生较厚的亚表层损伤;(111)面切削后会产生较低的亚表层损伤厚度。3.在飞切实验中,每个晶面的材料去除方式都包括塑性去除和脆性崩裂去除,其中(100)面切槽两边有较多的切屑并且多呈块状四边形,切槽区域有波纹状垂直于切削方向的切削形貌;(110)面的切屑呈条状平行四边形,而且切屑较薄,切槽底部形貌波纹分布较窄与切削方向呈约5°的夹角;(111)面主要是以粘着磨损材料剥落为主,有较好的切削表面平坦度,以上实验结果和分子动力学仿真分析结果有较好的一致性。另外对飞切试验过程中不同晶面的声发射信号分析,(110)晶面需要较大的切削能;而(111)晶面材料去除方式主要是由滑动摩擦和粘着磨损引起,材料体积去除较少。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-06-01）
王业甫,李莉,杨凯[3]（2019）在《超精密切削SiC_p/Al复合材料力学性能仿真》一文中研究指出研究了超精密切削加工SiC_p/Al复合材料的力学性能,运用ABAQUS有限元软件建立叁维有限元模型,分析刀具前角和切削速度对切削力的影响。仿真和数据分析表明:平均主切削力随切削速度的增大而增大,随刀具前角的增大而减小;由于SiC颗粒的存在,切削时应力过大容易加快刀具磨损。(本文来源于《工具技术》期刊2019年04期）
夏晓东,唐迪,王业甫,杨凯,王世杰[4]（2019）在《超精密切削SiC_p/Al复合材料有限元仿真研究》一文中研究指出针对超精密切削SiC_p/Al复合材料加工时表面质量不高的问题,利用ABAQUS有限元分析软件建立叁维仿真模型来动态模拟切削表面形成过程。分析了SiC颗粒破碎过程,研究工件表面形成机理;通过比对不同切削深度下的加工表面形貌,分析了刀具相对颗粒位置的变化对表面形貌的影响。结果表明:SiC颗粒存在轻微破损、破裂、断裂现象,加工表面出现空穴、凹坑、划痕叁种不同类型的加工缺陷。(本文来源于《工具技术》期刊2019年03期）
李占杰,宫虎,靳刚,卢振丰,陈达任[5]（2018）在《碳钢材料超精密切削的最新研究进展》一文中研究指出碳钢材料作为应用最广的工程材料,以成本低廉、应用广泛而倍受超精密加工领域的重视。然而碳钢材料在超精密切削过程中会导致金刚石刀具严重磨损,被认为是金刚石不可切削材料。本文首先对金刚石刀具磨损机理研究进行了综合评述;其次分别从加工工艺、刀具、工件材料以及它们的复合改善等四个方面对各种解决方法进行分类述评和比较分析,并对最有前景的方法进行了展望,以期为化学性质相似的其他元素金属(元素周期表第Ⅳ-Ⅷ族过渡元素Nb、Co、Mn、Ni、Cr、Ti等及其合金)的超精密切削研究提供参考。(本文来源于《工具技术》期刊2018年07期）
陶明方[6]（2018）在《超精密切削铝亚表层缺陷演变及其对表面洁净影响研究》一文中研究指出当超精密切削加工实现纳米级去除材料时,工件亚表层缺陷结构对工件的加工质量和使用寿命等都有直接影响。基于铝材料的优点,金属铝被广泛应用于高能激光系统的组件中,对其加工表面质量和洁净性具有很高的要求。因此,从分子和原子层面研究亚表层缺陷结构的演变过程,对提高加工表面质量和解释工件表层污染具有理论和实际意义。基于分子动力学仿真理论,本文进行了真空中金属铝的切削仿真,研究切削机理和切削现象。主要研究工件亚表层缺陷结构的演变特征,分析应力诱导位错形核扩展的机制;通过统计亚表层缺陷原子数目和计算原子占比,研究切削深度对亚表层晶体结构变化的影响。对于多晶铝的切削仿真,重点分析了晶界对位错滑移扩展的阻碍作用、以及晶界和位错对切削力波动和应力分布的影响。建立水介质中金属铝的切削仿真模型,对比相同参数下真空中的仿真结果,研究水介质对工件亚表层晶体结构变化的影响,发现水介质中位错积聚时间较长;通过观察切削过程中水介质在工件和刀具之间的分布,分析工件表面应力和温度的分布状态,揭示水介质能够有效减弱刀具后刀面对材料的黏着现象,并且降低工件的整体温度;进一步分析了切削过程中切削力的变化,分析水介质对切削力变化和波动幅度的影响。建立有机介质中单晶铝的切削仿真模型,详细分析了叁种加工环境中单晶铝亚表层位错演变过程,进一步分析水介质和有机介质的冷却润滑性能;通过分析亚表层不同晶体结构原子数目的变化、表面原子的排列、表面应力的分布和表面有机物的残留量,研究切削深度对亚表层晶体结构变化、表面质量以及表面洁净的影响规律;同时在单晶铝工件表面上建立不同宽度的矩形槽,以模拟已经存在的缺陷对加工表面质量和表面洁净的影响,从微观层面分析工件内部产生污染源的过程。最后进行不同切削深度下的金属铝的超精密车削实验,对试件的表面粗糙度和表面成分进行检测,分析工件的加工表面质量与表面洁净的关系。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
董晓彬,周天丰,庞思勤,阮本帅,王西彬[7]（2017）在《玻璃模压成形用微沟槽磷化镍模具的超精密切削加工》一文中研究指出最佳邻接量是高精度加工玻璃模压成形用磷化镍镀层材料微沟槽模具的重要参数。本文提出了一种利用小角度微沟槽交叉切削技术快速确定微沟槽最佳邻接量极限范围的方法。该方法利用沟槽小角度交叉切削材料去除形式与沟槽邻接切削相近的特点,对微沟槽邻接量的极限范围进行预测。首先,以沟槽交叉角度和交叉沟槽深度为变量设定切削条件,得到多组渐变棱;然后,观测交叉渐变棱形貌并结合材料塑性变形法则与脆塑转变理论分析棱边上的材料去除状态;通过观察交叉渐变棱与沟槽邻接脊部在切削过程中去除材料的截面形貌建立二者的关系;最后,分析交叉渐变切入棱与切出棱形貌的差异,确定脆塑转变的邻接量范围。基于上述方法,观测了交叉渐变棱的形貌并进行几何计算,确定磷化镍模具微沟槽邻接切削产生脆性剥离现象的临界邻接量范围为570~720nm。利用微沟槽模具超精密切削加工实验验证了该方法的有效性,加工出了高质量模具并用于微沟槽玻璃模压成形,实现了玻璃微沟槽的精密制造。(本文来源于《光学精密工程》期刊2017年12期）
王明海,张枢南,邵晨峰,庒鑫,张志勇[8]（2017）在《工艺参数对单晶硅超精密加工切削力的影响》一文中研究指出为了了解单晶硅超精密车削过程中不同切削参数及刀具前角对切削力的影响,利用单晶金刚石车刀对单晶硅进行单因素变量超精密车削试验。试验结果表明:进给量f和切削深度a_p对X、Y、Z方向的切削力F均有增大的趋势;而在切削速度v_c增加时,各方向的F逐渐减小;切削前角减小时,切削力反而增大。通过各因素对切削力F的变化幅值可以得到,对F影响较大的参数为a_p及f。选取最佳组合参数对单晶硅进行超精密切削试验,得到极为光滑的表面。(本文来源于《机床与液压》期刊2017年19期）
张效栋,王志诚,曾臻,刘现磊[9]（2017）在《微透镜阵列超精密切削正弦过渡路径优化设计》一文中研究指出微透镜阵列由于具有质量轻、结构小、视场大、分辨率高等优点,被广泛应用于光学领域.微注塑成型是实现其低成本批量生产的主要方法.如何高效、高精度、低成本加工模芯一直是研究的重点与难点.本文在传统微透镜阵列加工路径基础上,提出了一种正弦过渡加工路径,并对其过渡正弦的振幅和波长进行了分析,该方法有效避免了传统加工路径的不连续与突变问题.进行了正弦过渡路径优化设计和实际对比加工实验,实验结果表明该路径优化方法能有效地消除加工表面纹理,提高表面质量和加工效率.(本文来源于《纳米技术与精密工程》期刊2017年04期）
于海鹏[10]（2017）在《超精密切削镍磷合金镀层模辊及刀具磨损特性研究》一文中研究指出研究了金刚石刀具对具有镍磷合金(NiP)合金镀层的压印模辊进行长距离连续切削时刀具的磨损情况。首先,通过金刚石超精密辊筒车床对大尺寸NiP合金镀层模辊进行精密V槽切削。然后,利用加工好的V槽模辊进行卷对卷压印实验,通过压印片材上不同位置的表面粗糙度测量分析了刀具从切削开始到结束过程中的磨损情况。最后,利用Advant Edge软件进行了有限元模拟切削过程中刀尖温度分布状态,同时对比了切削过程中不同位置处刀尖的轮廓线。实验结果表明:金刚石刀具切削NiP合金镀层模辊时刀具的磨损过程是有一个先慢后快的规律,即刀尖切削刃发生石墨化转变产生为崩刃以后,刀具的磨损速率明显加快。(本文来源于《机械设计与制造》期刊2017年07期）
超精密切削论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
单晶硅在超大规模集成电路、柔性电子、红外光学和微纳机电系统等高科技领域应用日益广泛。传统主要采用机械化学抛光法使硅片表面达到特定使用要求,不仅效率低下而且有严重的点蚀和亚表层损伤;然而纯机械超精密切削技术作为一种新型的高效率、低表面损伤的加工方式已经在纳米尺度实现单晶硅的塑性域去除。由于单晶硅具有规则的晶体结构,在切削过程中各向异性效应对材料的微纳去除有显着的影响,针对单晶硅的微观切削机理研究仍未完善。本文通过建立叁个典型晶面的单晶硅分子动力学仿真模型,结合纳米压痕、单颗粒金刚石飞切实验总结出不同晶面的弹塑性变形机理,对单晶硅各向异性塑性域超精密切削材料去除机理进行深入分析,有以下主要研究内容和结论:1.基于纳米压痕分子动力学仿真和实验对样品的特征弹性模量、微纳硬度、相变机制和非晶区域的机械变形行为进行分析。发现(100)面有更宽的弹性区域为3.7 nm,压头正下方出现长程有序的结构;(110)面具有较高的硬度值14.3 GPa,在外部载荷作用下不容易发生机械变形。在加载开始时(110)面会较早的产生位错,在加载过程中,叁个晶面非晶区域的位错是不断产生和消失的,在5 nm压深下,叁个晶面不会发生脆性裂纹和滑移位错,卸载后高压区域产生永久位错。(111)面非晶区域底部有较好的平面保持性;在非晶区域形貌的演化中,随着载荷的不断加大出现生长转向机制;相变产生的类型依赖于压力的分布,Si-II相和Si-III相在加载过程中,几乎同时开始生长,卸载以后,Si-III相基本消失,剩下大部分的Si-II相;单晶硅各向异性效应主要依赖于其表面原子和层间原子排列方式。2.从原子的角度对精密切削表面微观形貌的形成过程做了定量解释,研究了切削过程中亚表层损伤厚度和机械变形行为。单晶硅在超精密切削过程中表现出明显的各向异性效应,3 nm微切削厚度下材料塑性域去除主要是在刀具的挤压和剪切作用下产生相变和塑性流动完成的,随着切削的进行,刀具前方原子堆积到一定量,由刀具的剪切去除。在同一切深下,(110)晶面需要较大的切削力,在切削过程中(100)面的摩擦系数基本保持稳定。(100)面在已切削表面产生较平整的表面形貌,但是会产生较厚的亚表层损伤;(111)面切削后会产生较低的亚表层损伤厚度。3.在飞切实验中,每个晶面的材料去除方式都包括塑性去除和脆性崩裂去除,其中(100)面切槽两边有较多的切屑并且多呈块状四边形,切槽区域有波纹状垂直于切削方向的切削形貌;(110)面的切屑呈条状平行四边形,而且切屑较薄,切槽底部形貌波纹分布较窄与切削方向呈约5°的夹角;(111)面主要是以粘着磨损材料剥落为主,有较好的切削表面平坦度,以上实验结果和分子动力学仿真分析结果有较好的一致性。另外对飞切试验过程中不同晶面的声发射信号分析,(110)晶面需要较大的切削能;而(111)晶面材料去除方式主要是由滑动摩擦和粘着磨损引起,材料体积去除较少。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
超精密切削论文参考文献
[1].严俊超.SiC单晶超精密切削仿真与实验研究[D].西安理工大学.2019
[2].马振中.单晶硅各向异性超精密切削仿真与实验研究[D].太原理工大学.2019
[3].王业甫,李莉,杨凯.超精密切削SiC_p/Al复合材料力学性能仿真[J].工具技术.2019
[4].夏晓东,唐迪,王业甫,杨凯,王世杰.超精密切削SiC_p/Al复合材料有限元仿真研究[J].工具技术.2019
[5].李占杰,宫虎,靳刚,卢振丰,陈达任.碳钢材料超精密切削的最新研究进展[J].工具技术.2018
[6].陶明方.超精密切削铝亚表层缺陷演变及其对表面洁净影响研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[7].董晓彬,周天丰,庞思勤,阮本帅,王西彬.玻璃模压成形用微沟槽磷化镍模具的超精密切削加工[J].光学精密工程.2017
[8].王明海,张枢南,邵晨峰,庒鑫,张志勇.工艺参数对单晶硅超精密加工切削力的影响[J].机床与液压.2017
[9].张效栋,王志诚,曾臻,刘现磊.微透镜阵列超精密切削正弦过渡路径优化设计[J].纳米技术与精密工程.2017
[10].于海鹏.超精密切削镍磷合金镀层模辊及刀具磨损特性研究[J].机械设计与制造.2017
论文知识图
