微切削預(yù)測(cè)模型及模擬仿真研究.pdf

1、微切削技術(shù)是一種面向微機(jī)電產(chǎn)品零件的機(jī)械加工方式，具有加工材料范圍廣，成本低，加工精度高等特點(diǎn)。由于工件尺寸微小，從強(qiáng)度、剛度上來(lái)說(shuō)都不允許采用較大的背吃刀量和進(jìn)給量。傳統(tǒng)經(jīng)典切削理論所闡述的切削要素對(duì)切削加工的影響已不適用于微切削。本文以微切削過(guò)程中切屑形成的機(jī)理、切削力變化規(guī)律及其影響因素、微切削模擬仿真等為基本研究?jī)?nèi)容，重點(diǎn)在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究。
　　1)研究了微切削加工時(shí)的切削力的來(lái)源，一是切屑和工件內(nèi)部的彈性變形及塑

2、性變形所引起的剪切流動(dòng)應(yīng)力和拉伸流動(dòng)應(yīng)力；二是刀具前刀面與切屑、刀具后刀面與工件已加工表面之間的摩擦阻力和犁耕力。利用應(yīng)變梯度塑性理論，建立了基于剪切流動(dòng)應(yīng)力、拉伸流動(dòng)應(yīng)力和前刀面的摩擦力三部分的微切削力理論公式預(yù)測(cè)模型。
　　2)以AdvantedgeFEM切削仿真分析軟件為工具，設(shè)計(jì)了正交微切削實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行45鋼材料的微切削有限元仿真，研究了切削用量對(duì)切削力、切削溫度、應(yīng)力、應(yīng)變的影響變化規(guī)律。研究結(jié)果表明：正交微切削中主切

3、削力基本是大于進(jìn)給力的；切削速度對(duì)切削力的影響不顯著；在同樣的背吃刀量下，進(jìn)給量越大其切削力的增長(zhǎng)率越?。贿M(jìn)給量愈大梯度應(yīng)變效應(yīng)愈??；
　　3)在相同條件下，利用現(xiàn)有文獻(xiàn)中實(shí)際微切削的數(shù)據(jù)，進(jìn)行了微切削力理論公式預(yù)測(cè)值與實(shí)際切削力的對(duì)比研究。結(jié)合有限元仿真的結(jié)果，分析了切削速度、梯度應(yīng)變、刀尖圓弧刃半徑對(duì)切削力的影響。研究結(jié)果還表明：微切削時(shí)，速度增大，前角增大，剪切角隨之增大。
　　4)利用有限元分析軟件ABAQUS和Ad