機械刻劃光柵在光柵的制作過程具有很重要的優(yōu)勢。然而目前對于刻劃后的槽形出現(xiàn)彈塑性變形一直是當前研究的重要難點。因此如何控制好刻劃后槽形的殘余應力及回彈變形對于提高槽形精度具有重要意義。本文以制造中階梯光柵為研究背景,對主副刻刀錯刃機械刻劃方法進行研究。首先,基于所用刻刀的類型及安裝參數(shù),引入了考慮鈍圓的滑移線場模型,給出了尖劈刀的刻劃深度模型;介紹了槽形過擠壓機制并繪制了主副刻刀槽形輪廓圖。拓展了主副刻刀刻劃后槽的彈性回彈及殘余應力解析建模;分析了機械刻劃過程中的加工硬化作用、加工硬化層,給出了加工硬化層與表面顯微硬度的經(jīng)驗擬合公式;為后文仿真、試驗提供了理論基礎和分析依據(jù)。其次,利用DEFORM-3D仿真軟件對主副刻刀錯刃機械刻劃過程進行了三維仿真工藝研究;先從主副刻刀刻深組合工藝上分別從副、主刻刀對鋁膜材料流動,殘余應力,加工硬化,刀具磨損做了分析,得到了最優(yōu)的“刻深組合方案”。再從主副刻刀錯刃機械刻劃方法工藝上進行了分析;同時分析了主副刻刀刻劃過程中,過擠壓現(xiàn)象下材料的流動和殘余應力;針對刻劃方法中出現(xiàn)的問題,提出了解決措施,并對解決措施進行了仿真驗證。最后,針對刻劃試驗,制作了... 

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究目的和意義
        1.1.1 研究目的
        1.1.2 研究意義
    1.2 機械刻劃領域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 機械刻劃光柵理論國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 刃下區(qū)材料作用國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 二次機械刻劃國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要內(nèi)容
第2章 主副刻刀錯刃機械刻劃基礎理論
    2.1 刻刀的主要結構及參數(shù)
    2.2 統(tǒng)一滑移線場模型
    2.3 尖劈刀刻刀的刻劃深度模型
    2.4 主副刻刀的落刀位置
    2.5 槽形過擠壓機制
        2.5.1 槽形過擠壓現(xiàn)象
        2.5.2 槽形過擠壓原理
    2.6 主副刻刀的槽形輪廓圖
    2.7 主副刻刀刻劃后槽的彈性回彈及殘余應力解析建模
        2.7.1 彈性回彈解析建模
        2.7.2 殘余應力解析建模
        2.7.3 二道槽光柵鋁膜材料的應力分布
    2.8 機械刻劃過程中的加工硬化
        2.8.1 機械刻劃的加工硬化作用
        2.8.2 機械刻劃過程中的加工硬化層
        2.8.3 加工硬化評價指標
        2.8.4 加工硬化層與表面顯微硬度的經(jīng)驗擬合公式
    2.9 本章小結
第3章 主副刻刀刻深組合工藝仿真研究
    3.1 仿真分析流程
    3.2 三維仿真模型的建立
        3.2.1 仿真模型的設置與網(wǎng)格劃分
        3.2.2 刻刀運動方式及邊界條件的設置
    3.3 有限元仿真刻劃試驗方案
    3.4 主刀刻劃過程中鋁膜的材料流動分析
    3.5 主副刻刀刻深組合工藝殘余應力仿真分析
        3.5.1 主刀刻劃過程對鋁膜的殘余應力過程分析
        3.5.2 刻深組合工藝對鋁膜的殘余應力拓撲分析
        3.5.3 刻深組合工藝對鋁膜的殘余應力結果分析
        3.5.4 刻深組合工藝對閃耀面上不均勻回彈的量化仿真分析
    3.6 刻深組合刻劃工藝加工硬化仿真分析
        3.6.1 單刻刀機械刻劃過程對加工硬化層的影響規(guī)律分析
        3.6.2 刻深組合對加工硬化層的影響規(guī)律分析
    3.7 主副刻刀刻深組合工藝對鋁膜溫度和刀具磨損的影響
        3.7.1 刻深組合工藝對鋁膜溫度的影響規(guī)律分析
        3.7.2 刻深組合工藝對刀具磨損的影響規(guī)律分析
    3.8 本章小結
第4章 主副刻刀錯刃機械刻劃方法工藝分析
    4.1 仿真模型
    4.2 主副刻刀錯刃機械刻劃方法1
        4.2.1 過擠壓現(xiàn)象下材料流動分析
        4.2.2 主副刻刀對已成形閃耀面的殘余應力影響規(guī)律分析
    4.3 主副刻刀錯刃機械刻劃方法2
        4.3.1 刻劃過程分析
        4.3.2 改進方法
    4.4 本章小結
第5章 主副刻刀錯刃機械刻劃方法試驗研究
    5.1 主副刻刀錯刃機械刻劃試驗
        5.1.1 主副刻刀錯刃機械刻劃搭建平臺輔助設備
        5.1.2 試驗刻刀、工件及其屬性
        5.1.3 主副刻刀錯刃機械刻劃刀架結構及安裝過程
        5.1.4 主副刻刀錯刃機械刻劃試驗平臺搭建
    5.2 主副刻刀錯刃機械刻劃結果分析
        5.2.1 刻劃后的槽形特征分析
        5.2.2 刻劃刀具磨損分析
    5.3 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
附錄 A 相關計算公式
攻讀碩士學位期間取得的成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3714648