微銑刀結(jié)構參數(shù)設計及微切削加工有限元模擬研究.pdf

1、微銑刀結(jié)構參數(shù)設計及微切削加工有限元微銑刀結(jié)構參數(shù)設計及微切削加工有限元模擬研究模擬研究DesignofMicromillingTool’sParametersResearchofMicrocuttingMachiningbyFEA領域：儀器儀表工程研究生：曹克雄指導教師：徐宗偉副教授企業(yè)導師：天津大學精密儀器及光電子工程學院二零一四年十二月摘要摘要隨著科學的進步，人們對于微小化、復雜化的零件結(jié)構要求越來越高，這促進了微細加工技術的快速

2、發(fā)展。而基于刀具的微切削技術是微細加工技術的重要方向。計算機技術的飛速發(fā)展使得有限元模擬成為輔助微切削加工研究的重要手段。本文開展了微尺度切削有限元模擬研究。主要內(nèi)容概括如下：(1)針對微切削技術中微切削力不易獲得的難題，結(jié)合有限元模擬的方法，開展了刀柄結(jié)構的優(yōu)化設計，研究了切削力與刀柄結(jié)構匹配關系，擬合得到了在各種結(jié)構微小撓度下的撓度與切削力公式，為微切削的切削力探測提供了支持。(2)針對微切削技術中微細刀具的設計，利用有限元模擬研究

3、了微銑刀結(jié)構設計和參數(shù)的優(yōu)化選擇，針對微銑刀的模態(tài)及失效臨界強度，開展了直徑為50μm的微銑刀結(jié)構優(yōu)化設計并結(jié)合微銑削實驗評價了不同幾何形狀微銑刀的性能。(3)針對微切削加工機理方面進行有限元模擬分析研究：開展了微尺度切削中最小切削厚度與摩擦系數(shù)的關系研究，表明在切削2024T3鋁合金材料時，最小切削厚度形成主要與刃口半徑的比例關系有關，但在小范圍內(nèi)受到摩擦系數(shù)的影響；開展了雙金相材料與單金相材料的微切削加工對比有限元模擬，建立了以珠光