微銑削加工毛刺的形成過程仿真與實驗研究.pdf

1、在微加工需求突飛猛進的今天,由傳統(tǒng)銑削加工技術(shù)衍生而來的微銑削加工技術(shù)因具備加工效率高、可加工材料范圍廣、復雜三維零件加工能力強等突出優(yōu)勢得到了學術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關注。然而,微銑削加工塑韌性材料時有大量尺寸相對較大的毛刺形成,且后續(xù)去除工作費時費力,難以實現(xiàn)。研究微銑削加工中毛刺的形成過程,尋找減少加工過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象,采用有限元仿真結(jié)合實驗的方法,研究微銑削加工

2、毛刺形成的過程及其影響因素。
　　通過建立微銑削加工過程的三維有限元仿真模型,對微銑削加工中的最小切削層厚度效應、切削力、切削溫度等進行了模擬;分別對平頭和球頭微銑刀加工中典型毛刺的形成過程進行了仿真,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;通過實驗,對毛刺的形貌進行了對比分析,初步驗證仿真模型的正確性。在此基礎上,針對平頭微銑刀的微銑削加工,對不同銑削參數(shù)、切削刃刃口半

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

4、擬,對這些刀具微銑削加工中的毛刺形成進行了仿真;開展了球刀微銑削加工實驗,研究銑削參數(shù)、刀具磨損對加工表面質(zhì)量的影響;利用正交實驗研究銑削參數(shù)對槽頂毛刺的影響;進行了球刀五軸數(shù)控加工的工藝研究,分析了進給方式及主軸擺角對表面加工質(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驗中均發(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,通過優(yōu)化工藝和刀具幾何參數(shù)可以達到加工中毛刺最小化的目的。本文的研究可為