硬脆性材料微細機械加工刀具特性研究.pdf

1、微銑削技術是現代高速切削加工的一項重要技術，以其高柔性、高效化、可加工復雜機構并且能有效克服微機電系統(tǒng)(MEMS)的局限性的卓越優(yōu)勢，已經成為當今世界機械加工領域研究的一個熱門領域。
　　 本文以研究微機械加工中刀具銑削硬脆性材料時的特性為目的，研究了硬質合金微球頭銑刀的材料、幾何、力學和銑削特性，研制了微銑削實驗平臺，并通過實驗驗證了銑削力及銑削參數對銑削過程的影響。
　　 1.對硬質合金球頭銑刀進行了分類，并在此基礎

2、上按照幾何角度對其參數特征對圓柱球頭銑刀的結構參數進行了詳細的數學描述，并建立了其軸向與徑向截面線和刃形線的數學表達式。
　　 2.通過Pro/E和ANSYS 建立了球頭銑刀的有限元模型，利用該有限元模型對球頭銑刀進行了有限元分析，主要包括應力變形分析和模態(tài)分析。詳細討論了銑刀結構和材料對其頻率和變形量的影響。
　　 3.利用自行研制的微銑削加工實驗系統(tǒng)進行了硬質合金球頭銑刀銑削石英玻璃的實驗。該平臺以高速電主軸為中心，

3、配以三向測力儀和微進給系統(tǒng)，實現對銑削力的實時監(jiān)測，并通過分度盤實現傾斜銑削。通過改變銑削參數，得到了不同工況下的銑削力，結合有限元仿真得到了銑刀的不同變形情況和受力狀態(tài)。
　　 4.從振動理論出發(fā)，探討了銑削加工過程中的銑刀振動機理，并相應提出了一些減小銑刀振動的方法和途徑。
　　 全文以銑刀特性研究為主線，分別從結構、力學、振動等方面進行了模型建立和模擬分析，并通過實驗進行了特性調查和模型驗證，結果表明本文研究方法思