微小型機床及微細銑削加工技術的研究.pdf

1、　　目前許多由金屬材料制成的三維微小零件都是在常規(guī)尺寸的超精密機床上加工而成的，這些機床成本高、效率低、能耗大、主軸轉速相對較低，難以滿足微小零件的加工要求。而微小型機床不僅有助于提高空間利用率和降低成本，而且由于慣性減小，從而容易達到高速加工和高精度運動控制。因此，對微小型機床及微細銑削加工技術的研究具有重要的理論意義和實際應用前景。　　本文首先在對機床微小型化的有關問題進行分析的基礎上，成功地研制一臺三軸聯(lián)動微小型機床實驗樣機，并

2、在該樣機上實現了包括直槽、圓、薄壁和仿人臉的數控加工。結果表明，該微小型機床實驗樣機技術可行，可以用于微細切削加工過程的實驗研究。同時進行了微小型化機床相關技術的研究。利用有限元法和實驗的方法對其進行結構動態(tài)特性分析，為微小型化機床的結構設計、有限元建模方法以及動力學分析提供重要依據，從而為微小型化機床的進一步研究奠定基礎?！　榱苏莆瘴⒓氥娤鞯囊?guī)律，本文在常規(guī)銑削過程切屑形成模型的基礎上，考慮到微型刀具切削刃鈍圓半徑及其柔性對材料去

3、除的共同影響，建立了微細銑削過程切屑形成判別模型，利用該模型對微細銑削切屑的形成進行了分析和描述。并在實驗樣機上進行了一系列微細銑削實驗，通過大量的實驗分析，進一步掌握微細銑削切屑的形成及其影響因素。　　對于微細銑削過程中表面的形成，提出基于最小切削厚度的微細銑削表面形貌仿真模型。通過對微細銑削表面形貌的仿真和計算以及微細銑削實驗，獲得了微細銑削表面粗糙度隨每齒進給量變化的規(guī)律。并且系統(tǒng)地分析了微型銑刀的幾何參數和所選用的每齒進給量以

4、及最小切削厚度等因素，對微細銑削表面粗糙度的影響?！　♂槍嶋H微細銑削加工過程，指出表面粗糙度不僅與刀具幾何參數和切削用量有關，而且由于系統(tǒng)的振動，刀具的磨損及受力變形，積屑瘤的產生，微型銑刀跳動量的影響，以及材料不均勻性等微觀結構的影響等等，都將使得微細銑削中實際獲得的表面粗糙度難于與理論表面粗糙度相近。建立了基于響應曲面法的微細銑削表面粗糙度預測模型，通過預測模型可以分析切削參數對表面粗糙度的影響，并實現對表面粗糙度的預測和控制。