氟金云母玻璃陶瓷铣削加工性能研究

摘要

氟金云母陶瓷是一种新型的可加工玻璃陶瓷材料，因具有硬度、机械强度及耐磨性高，化学稳定性和热稳定性优良等特点而被广泛应用于新能源、生物医学、光电通讯、精密仪器、空间技术等工业生产及高新技术领域。但氟金云母陶瓷的加工效率低、加工成本高、刀具磨损快，限制了氟金云母陶瓷材料更加广泛的应用。本文选用TIALN涂层硬质合金刀具和W18Cr4V高速钢刀具对氟金云母陶瓷样件进行了干式铣削试验，全面系统的分析了铣削加工参数对氟金云母陶瓷材料切削加工过程中切削力、表面粗糙度和刀具磨损的影响，为实际生产中铣削氟金云母陶瓷材料工艺方案的制定提供理论依据。本文主要研究内容如下：
　　首先，采用两种不同的铣刀对氟金云母陶瓷材料进行干式铣削试验，使用kistler测力仪测量铣削力的变化，利用 TR110袖珍式粗糙度仪测量不同刀具切削加工后工件的表面粗糙度；用单因素法分析铣削加工参数对切削力和表面粗糙度的影响，用正交试验法探讨铣削加工参数对切削力和表面粗糙度影响的显著性，进而得出最优的铣削方案。试验结果表明：TIALN涂层硬质合金刀具表现出更好的切削性能，更适合加工氟金云母陶瓷材料。
　　其次，采用多元线性回归分析法建立了切削氟金云母陶瓷材料的铣削力和表面粗糙度的预测模型，利用MATLAB软件对回归方程的显著性进行了检验。结果表明：TIALN涂层硬质合金刀具预测模型可以有效预测实际加工过程中的铣削力和表面粗糙度。
　　最后，使用MV3020二维光学影像仪测量两种铣刀切削加工过程中刀具后刀面的磨损量VB，研究两种刀具干式铣削氟金云母陶瓷材料的使用寿命；利用S-4700扫描电镜观察铣削加工后刀具前刀面和后刀面的磨损形貌，并对磨损区域的特征点进行能谱分析，进而得出各切削刀具的磨损机理。试验结果表明：TIALN涂层硬质合金刀具是干式铣削氟金云母陶瓷材料更为理想的刀具。

目录

声明

第一章 绪论

1.1课题背景

1.2玻璃陶瓷材料切削加工性评价

1.3玻璃陶瓷材料的机械加工特性

1.4玻璃陶瓷材料的应用范围和发展趋势

1.5玻璃陶瓷材料的切削加工研究现状

1.6本课题研究的主要工作

1.7本章小结

第二章铣削力试验与建模

2.1试验条件

2.2试验方法

2.3单因素试验

2.4正交试验

2.5铣削力建模

2.6本章小结

第三章表面粗糙度的试验研究

3.2试验方法

3.3 表面粗糙度建模

3.4本章小结

第四章 刀具磨损试验研究

4.1试验系统

4.2刀具磨损试验

4.3刀具磨损形态分析

4.4 刀具磨损机理分析

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文

致谢