發(fā)布時間：2020-11-13 22:01

　　 隨著國防軍工等高尖端領域的迅猛發(fā)展,微小型產(chǎn)品的需求與日俱增,產(chǎn)品小型化生產(chǎn)已經(jīng)成為一種全球化趨勢。微銑削作為一種微小型產(chǎn)品加工技術,其兼具材料適應范圍廣、加工效率高、可進行復雜三維結構加工等優(yōu)點。然而,若加工過程中工藝參數(shù)或加工策略選擇不當,工件表面會產(chǎn)生毛刺等嚴重缺陷,將直接影響工件壽命及其使用性能。為此,本課題針對特定結構微小零件,通過理論建模、有限元仿真和實驗分析的方法,開展無氧銅微銑削加工毛刺的形成以及最小化毛刺產(chǎn)生方法的研究。基于微銑削加工理論模型,開展了尺寸效應與負前角效應對切屑與毛刺形成的影響研究,獲得了未變形切屑厚度與刀尖鈍圓半徑對毛刺形成的影響規(guī)律,并發(fā)現(xiàn)當二者比值接近1時,可使毛刺形成尺寸達到最小。通過有限元仿真與實驗驗證的方法,開展了微溝槽銑削加工中刀具參數(shù)與銑削參數(shù)對毛刺形成影響的研究,分析了不同工藝參數(shù)對毛刺形成位置及毛刺形態(tài)的作用規(guī)律,并發(fā)現(xiàn)刀具參數(shù)主要通過控制切屑形貌、流向及卷曲狀態(tài)來影響毛刺的形成,銑削參數(shù)中每齒進給量對出口毛刺形成的影響最大,而銑削深度對頂端毛刺影響最大,二者影響均呈正相關,以此總結出使毛刺形成達到最小化的最佳工藝參數(shù)組合。基于特征樣件,使用最佳工藝參數(shù)進行特征球面與特征柱體加工,開展了加工時長、加工順序、銑削方式及刀具路徑對特征結構表面粗糙度與邊緣毛刺形成狀況的影響研究。實驗發(fā)現(xiàn),加工時長增加將加劇刀具磨損,從而產(chǎn)生嚴重尺寸效應,進而增加毛刺形成,對特征柱體的先頂后側的加工可以減小工件變形,使用逆銑加工可以減小邊緣毛刺形成,平頭銑刀環(huán)形加工軌跡較Z形軌跡可以降低工件表面低粗糙度,柱體邊緣上翻毛刺可以通過空走刀方式進行去除而不會損傷工件。采用最優(yōu)工藝參數(shù)與加工策略對項目所需的特征樣件進行加工,最后測得實驗結果符合樣件要求。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG54
【部分圖文】：

緒 論1.1 課題來源本課題來源于國防科技合作項目 科學挑戰(zhàn)計劃í（編號：0006），項目旨在完成極端領域復雜微小結構的加工。1.2 課題的研究背景與意義近年來，具有復雜形貌的三維微小零部件在圖 1-1 所示等尖端領域的需求與日俱增，這使產(chǎn)品小型化成為一種全球化趨勢，與此同時，此類微小型產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)也極大促進了微細制造技術的迅猛發(fā)展[1-3]。國防科技 航空航天 醫(yī)療器械

a) 微銑削加工塑性材料的毛刺形成 b) 微銑削加工脆性材料的塌邊形成圖 1-2 微銑削加工零件表面缺陷目前，對毛刺研究通常采用以下三種方法：解析法、有限元法和實驗法。毛刺的形成主要是由于刀具在切削工件材料時，工件材料發(fā)生了剪切、塑性變形而未形成切削，常產(chǎn)生于切削槽的入口、頂端與出口位置，微銑削中根據(jù)毛刺形成位置的不同通常將毛刺分為切入毛刺、頂端毛刺與切出毛刺三種類別，如圖 1-3 所示。切入毛刺

- 19 -e) tu=4μm f) tu=10μm圖 2-11 等效應力分布圖開展一系列的二維正交切削仿真實驗，分別在相同切削速度、不同未變形切屑厚度與相同未變形切屑厚度、不同切削速度下，采集相同時間步長下的瞬時切削力
【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 雷波;朱光宇;;微細銑削過程中三維銑削力預測模型研究[J];組合機床與自動化加工技術;2013年03期

2 白清順;劉立飛;盧禮華;楊凱;梁迎春;;微細銑削圓弧槽微結構時的微毛刺分析及預測[J];機械設計與制造;2011年11期

相關博士學位論文 前1條

1 李紅濤;介觀尺度材料力學性能建模及微銑削工藝優(yōu)化研究[D];上海交通大學;2008年

相關碩士學位論文 前1條

1 李光俊;鎳基高溫合金微細銑削過程切削力建模研究[D];大連理工大學;2013年

本文編號：2882701