【摘要】：隨著建筑裝潢業(yè)的快速發(fā)展,花崗巖、大理石等天然石材以其堅硬耐磨、色彩豐富以及光亮如鏡等獨特之處備受人們的喜愛,石材裝飾品的國內(nèi)產(chǎn)量和消耗量已多年居于世界首位,然而,由于花崗巖具有高強(qiáng)度、高硬度、高脆性、耐磨性能好等特征而被劃分為難加工材料。目前,主要通過金剛石刀具對花崗巖的銑削過程以實現(xiàn)高精度加工,金剛石刀具的銑削性能的優(yōu)劣將直接影響加工效率、產(chǎn)品質(zhì)量和成本,銑削性能的評價主要考慮刀具受到的銑削力,銑削過程實際上就是金剛石刀具表面上大量離散分布的金剛石顆粒與被加工材料相互作用,實現(xiàn)其材料去除的過程。因此,研究單顆粒和顆粒順次切削是認(rèn)識復(fù)雜銑削過程的一種重要手段。本文以花崗巖銑削加工為研究對象,采用數(shù)值仿真技術(shù)與壓劃痕試驗,在微觀上從單顆粒切削與順次切削研究入手,分析了不同加工工藝參數(shù)對切削力、材料去除機(jī)理和表面加工質(zhì)量的影響,主要研究內(nèi)容有以下幾個方面:(1)通過查閱文獻(xiàn)資料,深入了解硬脆性材料微加工的研究現(xiàn)狀,整理有關(guān)石材材料力學(xué)特性、破碎機(jī)理以及不同斷裂形式下的理論力學(xué)模型,選取適合花崗巖銑削加工的理論力學(xué)模型,為深入研究銑削加工提供了可靠的理論依據(jù)。(2)運用ANSYS/LS-DYNA建立金剛石顆粒切削花崗巖的數(shù)值模型,采用單因素法分析顆粒切入形式、切入角度、切削速度、切削深度等參數(shù)對切削力的影響規(guī)律。通過選取顆粒切入角度、切削速度和切削深度,設(shè)計了三因素三水平正交表,通過數(shù)值模擬和極差分析,得出了三個因素對切削力的影響順序依次為切削深度、顆粒切入角度、切削速度;通過方差分析發(fā)現(xiàn),切削深度和顆粒切入角度對切削力有顯著影響;在低速范圍內(nèi),切削速度對切削力影響不大。(3)對不同種類的花崗巖試件進(jìn)行壓劃痕試驗,對不同深度和進(jìn)給速度下的切削力的變化情況進(jìn)行分析,對比驗證數(shù)值模型的可靠程度。結(jié)合數(shù)值仿真可以深入研究銑削過程中花崗巖的脆塑性變形、去除機(jī)理、表面亞損傷程度以及殘余應(yīng)力分布情況。本課題以金剛石顆粒對花崗巖的微觀切削入手,通過理論模型、數(shù)值仿真與壓劃痕試驗分析了不同的加工參數(shù)對切削力的影響規(guī)律,深入研究了銑削過程中花崗巖的去除機(jī)理、表面亞損傷度、殘余應(yīng)力分布情況。為花崗巖銑削參數(shù)的優(yōu)化提供了一定的理論依據(jù),本研究對于硬脆性材料的加工具有普遍適用意義,具有重要的工程實用價值。
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU754.4
【圖文】：

圖１．２單金剛石顆粒切削巖石模型示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｓｉｎｇｌｅ邋ｄｉａｍｏｎｄ邋ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｃｕｔｔｉｎｇ邋ｒｏｃｋ邋ｍｏｄｅｌ逡逑

圖２．３銑削加工示意圖逡逑Ｆｉｇ２．３邋Ｓｋｅｔｃｈ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋ｍｉｌｌｉｎｇ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2720878