微細銑削殘余應(yīng)力建模與實驗研究.pdf

1、微細銑削技術(shù)是一種被廣泛運用的精密級加工技術(shù)，適用于多種材料的加工，能以較大的靈活性和速度，加工出形狀多樣的微結(jié)構(gòu)。在航空航天零件制造、精密光學(xué)零件制造以及生物技術(shù)上均有較為廣泛的應(yīng)用。微型零件的表面完整性對其使用性能有較大影響，其中，亞表層殘余應(yīng)力不僅影響到零件的靜力強度、抗腐蝕性能、抗疲勞強度，還影響零件的疲勞壽命。因此，有必要對微細銑削的殘余應(yīng)力進行研究，建立殘余應(yīng)力解析模型，預(yù)測殘余應(yīng)力的分布情況，并分析工藝參數(shù)對殘余應(yīng)力的影響

2、。
　　針對微細銑削的特點，考慮刀具的刃口圓弧半徑和材料的應(yīng)變梯度效應(yīng)引入的尺度效應(yīng)，建立了切削力解析模型。以 NAK80模具鋼作為工件材料，采用Kistler9119AA1測力儀對動態(tài)切削力進行采集，切削力實測結(jié)果與解析模型的預(yù)測結(jié)果相吻合，驗證了微細銑削切削力模型的準(zhǔn)確性。采用該模型對微細銑削切削力進行預(yù)測，分析了加工參數(shù)對切削力的影響規(guī)律?；阽R像熱源法的原理建立溫度場預(yù)測模型，分析了工件內(nèi)溫度分布的特點和規(guī)律。
　　

3、結(jié)合滑動/滾動模型，在平面應(yīng)變的假設(shè)下，根據(jù)切削力模型的預(yù)測結(jié)果建立了工件內(nèi)的機械應(yīng)力場，并將其作為載荷施加到工件上。經(jīng)過加載卸載和應(yīng)力應(yīng)變釋放，求解由機械應(yīng)力和熱變形引起的工件內(nèi)殘余應(yīng)力分布，建立了微細銑削殘余應(yīng)力解析模型。采用Proto iXRD X射線殘余應(yīng)力分析儀對殘余應(yīng)力進行測試，并把實驗數(shù)據(jù)和解析模型預(yù)測的數(shù)據(jù)進行對比分析，驗證了殘余應(yīng)力解析模型的準(zhǔn)確性。
　　采用工具顯微鏡精確測量了刀具的幾何參數(shù)，根據(jù)直角切削實驗確