微銑刀結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)及微切削加工有限元模擬研究.pdf

1、微銑刀結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)及微切削加工有限元微銑刀結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)及微切削加工有限元模擬研究模擬研究DesignofMicromillingTool’sParametersResearchofMicrocuttingMachiningbyFEA領(lǐng)域：儀器儀表工程研究生：曹克雄指導(dǎo)教師：徐宗偉副教授企業(yè)導(dǎo)師：天津大學(xué)精密儀器及光電子工程學(xué)院二零一四年十二月摘要摘要隨著科學(xué)的進(jìn)步，人們對(duì)于微小化、復(fù)雜化的零件結(jié)構(gòu)要求越來(lái)越高，這促進(jìn)了微細(xì)加工技術(shù)的快速

2、發(fā)展。而基于刀具的微切削技術(shù)是微細(xì)加工技術(shù)的重要方向。計(jì)算機(jī)技術(shù)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(kāi)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(duì)微切削技術(shù)中微切削力不易獲得的難題，結(jié)合有限元模擬的方法，開(kāi)展了刀柄結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，研究了切削力與刀柄結(jié)構(gòu)匹配關(guān)系，擬合得到了在各種結(jié)構(gòu)微小撓度下的撓度與切削力公式，為微切削的切削力探測(cè)提供了支持。(2)針對(duì)微切削技術(shù)中微細(xì)刀具的設(shè)計(jì)，利用有限元模擬研究

3、了微銑刀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)的優(yōu)化選擇，針對(duì)微銑刀的模態(tài)及失效臨界強(qiáng)度，開(kāi)展了直徑為50μm的微銑刀結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)并結(jié)合微銑削實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)了不同幾何形狀微銑刀的性能。(3)針對(duì)微切削加工機(jī)理方面進(jìn)行有限元模擬分析研究：開(kāi)展了微尺度切削中最小切削厚度與摩擦系數(shù)的關(guān)系研究，表明在切削2024T3鋁合金材料時(shí)，最小切削厚度形成主要與刃口半徑的比例關(guān)系有關(guān)，但在小范圍內(nèi)受到摩擦系數(shù)的影響；開(kāi)展了雙金相材料與單金相材料的微切削加工對(duì)比有限元模擬，建立了以珠光