發(fā)布時(shí)間：2020-03-29 08:20

【摘要】：微銑削精密加工中由于刀具的微小尺寸造成了微銑刀的整體徑向剛度較低,高速切削時(shí)微小的變化極易引起刀具的振動(dòng),從而逐漸破壞切削穩(wěn)定性并對(duì)工件產(chǎn)生一定的損傷。微銑削加工技術(shù)是針對(duì)微小精密的二維或三維零部件的加工技術(shù),微銑刀的振動(dòng)對(duì)精密零件的成形和精度影響非常大,所以對(duì)刀具振動(dòng)的控制是非常必要的。但在微銑削中,由于微小尺寸等因素以及鈍圓半徑的影響使微銑削與常規(guī)銑削已有很大的區(qū)別,不論在刀具的幾何特征上還是切削過程中刀具對(duì)工件的作用都有了很大的改變,所以在研究微銑削中刀具振動(dòng)的同時(shí)必須考慮由微小尺寸帶來的影響。通過對(duì)微銑削在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀的了解以及微銑削加工機(jī)理和振動(dòng)切削的研究,結(jié)合相關(guān)理論提出減小刀具振動(dòng)的理論方法并通過仿真分析來實(shí)現(xiàn)。本文主要對(duì)影響微銑削刀具振動(dòng)的主要因素進(jìn)行研究,并提出利用輔助振動(dòng)來減小刀具振動(dòng)的策略�？紤]了微銑刀加工過程的尺寸效應(yīng)和最小切削厚度的影響。具體的研究內(nèi)容有:1)針對(duì)振動(dòng)微銑削進(jìn)行相關(guān)理論的闡述,特別是超聲波振動(dòng)微銑削的理論和應(yīng)用特點(diǎn)并提出對(duì)刀具施加輔助振動(dòng)來達(dá)到減小刀具振動(dòng)的目的。2)在用ABAQUS有限元軟件對(duì)振動(dòng)微銑削進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)中,對(duì)輔助振動(dòng)的不同振幅、不同頻率以及振幅和頻率同時(shí)變化的三種情況進(jìn)行分析。分別在頻率一定和振幅一定時(shí),研究最大等效應(yīng)力在不同振幅和不同頻率下的變化情況以及不同振幅頻率下的應(yīng)力情況,實(shí)驗(yàn)證實(shí)了最大應(yīng)力隨振幅頻率的共同增大而減小,同時(shí)也驗(yàn)證了振動(dòng)能改善切削力。3)利用SIMULINK建立微銑削動(dòng)態(tài)切削仿真模型,在仿真實(shí)驗(yàn)中研究了主軸轉(zhuǎn)速、軸向切削深度和每齒進(jìn)給量以及輔助振動(dòng)的振幅和頻率變化對(duì)刀具振動(dòng)的影響,仿真實(shí)驗(yàn)得出主軸轉(zhuǎn)速對(duì)刀具振動(dòng)的影響最大以及刀具施加輔助振動(dòng)后可以減小刀具振動(dòng),并對(duì)控制刀具振動(dòng)的策略加以說明。
【圖文】：

1.1 課題背景及研究意義科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為社會(huì)提供了多元化多樣性的需求產(chǎn)品，各種微小型化的高質(zhì)量產(chǎn)品得益于制造業(yè)的快速發(fā)展。制造業(yè)中的典型代表微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS 技術(shù)）是集微電子電路結(jié)構(gòu)、微機(jī)械結(jié)構(gòu)、微型處理信號(hào)結(jié)構(gòu)、微型芯片等為一體的獨(dú)立智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)涵蓋機(jī)械電子工程、微型電子電路技術(shù)、精密超精密機(jī)械加工技術(shù)、信息處理技術(shù)等等相互交集的領(lǐng)域，因此微機(jī)電系統(tǒng)具有非常廣泛的應(yīng)用。微機(jī)電系統(tǒng)加工技術(shù)的運(yùn)用促進(jìn)了整個(gè)小型化機(jī)械加工的發(fā)展，同時(shí)伴隨著微銑削加工技術(shù)的出現(xiàn)克服了微機(jī)電系統(tǒng)加工技術(shù)在加工材料和制造上的不足之處，，使微細(xì)加工技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。產(chǎn)品的微小型化對(duì)科技的發(fā)展具有重大影響，低成本、易加工、具有高性價(jià)比的微小零件，使微型化無論在航空工業(yè)、醫(yī)療設(shè)備、精密儀器設(shè)備、通訊、硬脆材料產(chǎn)品以及民用產(chǎn)品中均有很大的應(yīng)用空間，例如微小型人造衛(wèi)星、微型機(jī)器人、微型機(jī)床、手機(jī)、手表、車輛、照相機(jī)等產(chǎn)品。如下圖所示的微型化產(chǎn)品，它們在微型化的同時(shí)功能也在不斷的完善和提高。

對(duì)加工軌跡在平面、斜面和曲面上的高速切削進(jìn)行部分優(yōu)化[20]。具的研制和微型機(jī)床的研發(fā)及試驗(yàn)受到了許多學(xué)者系到切削性能的大小以及加工工件表面的質(zhì)量。微征尺寸和微細(xì)結(jié)構(gòu)，更小的直徑和鈍圓半徑能加工是限制微小零件加工的關(guān)鍵因素。目前涂層硬質(zhì)下圖所示的是米思米標(biāo)準(zhǔn)二齒和三齒涂層微銑刀[21]b） 圖 1.2 微銑刀型圓鼻硬質(zhì)合金銑刀 b）DLC 涂層三刃立銑刀 c）雙刃學(xué)研制的高速三軸微加工系統(tǒng)、四軸高速車銑復(fù)合及三軸正交實(shí)驗(yàn)臺(tái)，如下圖[22]。
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TG54;TH113.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2605719