微銑削加工毛刺的形成過(guò)程仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在微加工需求突飛猛進(jìn)的今天,由傳統(tǒng)銑削加工技術(shù)衍生而來(lái)的微銑削加工技術(shù)因具備加工效率高、可加工材料范圍廣、復(fù)雜三維零件加工能力強(qiáng)等突出優(yōu)勢(shì)得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。然而,微銑削加工塑韌性材料時(shí)有大量尺寸相對(duì)較大的毛刺形成,且后續(xù)去除工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力,難以實(shí)現(xiàn)。研究微銑削加工中毛刺的形成過(guò)程,尋找減少加工過(guò)程中毛刺形成的方法是十分必要的。本文以Ti-6Al-4V微銑削加工中毛刺形成為研究對(duì)象,采用有限元仿真結(jié)合實(shí)驗(yàn)的方法,研究微銑削加工

2、毛刺形成的過(guò)程及其影響因素。
　　通過(guò)建立微銑削加工過(guò)程的三維有限元仿真模型,對(duì)微銑削加工中的最小切削層厚度效應(yīng)、切削力、切削溫度等進(jìn)行了模擬;分別對(duì)平頭和球頭微銑刀加工中典型毛刺的形成過(guò)程進(jìn)行了仿真,將形成的毛刺分為切入、切出毛刺,逆銑、順銑槽頂毛刺等,并在球刀微槽銑削加工模型中發(fā)現(xiàn)了一種新的毛刺;通過(guò)實(shí)驗(yàn),對(duì)毛刺的形貌進(jìn)行了對(duì)比分析,初步驗(yàn)證仿真模型的正確性。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)平頭微銑刀的微銑削加工,對(duì)不同銑削參數(shù)、切削刃刃口半

3、徑下毛刺的形成進(jìn)行了模擬和分析;建立了不同徑向前角和螺旋角的平頭微銑刀模型,對(duì)這些刀具加工中毛刺的形成情況進(jìn)行了模擬;開(kāi)展了微銑削加工實(shí)驗(yàn),研究銑削參數(shù)對(duì)表面加工質(zhì)量的影響,對(duì)槽頂毛刺進(jìn)行了量化分析;進(jìn)行了銑削參數(shù)的正交實(shí)驗(yàn),對(duì)仿真得到的銑削參數(shù)對(duì)槽頂毛刺形成的影響規(guī)律進(jìn)行了驗(yàn)證。類似地,針對(duì)球頭微銑刀的微銑削加工,模擬了銑削參數(shù)、刀具刃口半徑對(duì)毛刺形成的影響;進(jìn)行了不同法向前角的球刀構(gòu)型設(shè)計(jì),對(duì)加工中的刀具上應(yīng)力分布、銑削力等進(jìn)行了模

4、擬,對(duì)這些刀具微銑削加工中的毛刺形成進(jìn)行了仿真;開(kāi)展了球刀微銑削加工實(shí)驗(yàn),研究銑削參數(shù)、刀具磨損對(duì)加工表面質(zhì)量的影響;利用正交實(shí)驗(yàn)研究銑削參數(shù)對(duì)槽頂毛刺的影響;進(jìn)行了球刀五軸數(shù)控加工的工藝研究,分析了進(jìn)給方式及主軸擺角對(duì)表面加工質(zhì)量及槽頂毛刺形成的影響。研究中在球刀微銑削加工仿真與實(shí)驗(yàn)中均發(fā)現(xiàn)了一種新的毛刺一一槽底毛刺。研究表明,球刀在加工中可以抑制槽頂毛刺的形成,通過(guò)優(yōu)化工藝和刀具幾何參數(shù)可以達(dá)到加工中毛刺最小化的目的。本文的研究可為