有序排布金刚石颗粒切削大理石的实验研究

摘要

本文通过单颗粒金刚石以单切痕、切痕间距、切痕重叠、切痕间距与切痕重叠互相之间的干涉的加工路径来平面切削大理石，研究单颗粒金刚石有利于切削加工时的不同加工路径和切削用量的最佳组合形式；讨论何种切削路径在相同的切削条件下最优，以及切削路径、切削用量同金刚石颗粒之间的最佳容屑比的关系。然后再通过以上的研究来模拟有序排布（矩形排布和交错排布）金刚石工具上的金刚石颗粒的分布情况及其与切削力之间的关系等问题，并对切削参数和排布方式的策略进行优化。
　　 主要研究内容和结论如下：
　　 1、在相等的切削深度的条件下，四道切痕间距的切削路径在切削力方面要优于四道切痕重叠，而在两道切痕间距和两道切痕重叠时却恰恰相反。
　　 2、在相等的切削速度的条件下，四道切痕间距的切削路径在切削力方面要优于四道切痕重叠。
　　 3、在切削速度较小时，两道切痕重叠在切削力方面优于两道切痕间距，但在切削速度较大时，两种切削路径在切削力方面却相差不大。
　　 4、随着出刃高度差和切削深度的增大，切痕间距的加工路径越来越不利于切削加工。
　　 5、当出刃高度差小于30μm时，切痕重叠的出刃高度差越大越不利于切削加工，而当出刃高度差大于30μm时，切痕重叠的出刃高度差越大却有利于切削加工，且切削深度对切削加工影响较小。
　　 6、具有一定出刃高度差的两道切痕间距和两道切痕重叠，提高较大的切削速度(VC＞110mm/min)有利于降低由出刃高度差所带来的不利于切削力降低的影响。
　　 7、金刚石颗粒的交错排布方式在切削力方面要优于矩形排布，且在排屑的难易程度方面也要优于矩形排布的金刚石工具。
　　 8、利用BP神经网络，建立切削速度(Vc)、切削深度(ap)和切痕间距(L)与切削力Fz的非线性方程，以实验数据为样本进行神经网络的培训和检验，将培训、检验成功的神经网络用于切削力Fz的预测以及切削参数的优选。