微尺度銑削工藝參數(shù)研究.pdf

1、近年來隨著微小型零部件在航空航天、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、電子工業(yè)、國防工業(yè)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，微小型部件的結(jié)構(gòu)功能要求越來越高。在微細(xì)切削加工技術(shù)領(lǐng)域中，微尺度銑削技術(shù)由于加工精度高、效率高、三維加工能力強(qiáng)、適用工件材料范圍廣等特點(diǎn)，而成為微尺度加工的重要手段。
　　微尺度銑削是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的表面成形過程，銑削加工過程中銑刀的側(cè)刃與底刃同時(shí)參與切削，然而，銑刀的底刃銑削和側(cè)刃銑削是兩種完全不同的銑削方式，它們對(duì)零件表面質(zhì)量的影響也是有區(qū)別的。而

2、目前的研究中，幾乎沒有人將這兩種銑削方式分開研究。微尺度銑削研究最實(shí)際的目的，就是在高的切削效率下，獲得好的表面質(zhì)量，而零件的表面質(zhì)量又是由底刃銑削與側(cè)刃銑削共同決定。因此，針對(duì)微尺度銑削中側(cè)刃單獨(dú)銑削與底刃單獨(dú)銑削的作用機(jī)理進(jìn)行研究具有重要的研究意義。
　　首先，對(duì)微尺度銑削分別構(gòu)建側(cè)刃單獨(dú)銑削、底刃單獨(dú)銑削的模型。其中，側(cè)刃微尺度銑削包含兩種工藝方式，當(dāng)徑向切深大于等于刀具半徑時(shí)是一種工藝方式，當(dāng)徑向切深小于刀具半徑時(shí)是另一種

3、工藝方式。運(yùn)用有限元仿真軟件 DEFORM-3D對(duì)構(gòu)建的三維有限元模型進(jìn)行側(cè)刃單獨(dú)銑削和底刃單獨(dú)銑削的研究分析，分析銑削力變化趨勢(shì)并得出能穩(wěn)定切削時(shí)的最小未變形切屑厚度，判定其銑削參數(shù)在最小未變形切屑厚度的臨界值。
　　其次，基于有限元分析結(jié)果的理論指導(dǎo)，在所研發(fā)的亞微米精度微細(xì)銑削機(jī)床3A-S100上，分別開展側(cè)刃單獨(dú)銑削、底刃單獨(dú)銑削的微尺度銑削試驗(yàn)，找到微尺度銑削試驗(yàn)?zāi)軌蜻_(dá)到最小未變形切屑厚度切削參數(shù)的臨界值，得出側(cè)刃單獨(dú)微

4、尺度銑削的表面質(zhì)量優(yōu)于底刃單獨(dú)微尺度銑削，側(cè)刃微尺度銑削比底刃微尺度銑削對(duì)表面質(zhì)量影響更大，并驗(yàn)證對(duì)比仿真與試驗(yàn)分別得出的達(dá)到最小未變形切屑厚度切削參數(shù)的臨界值。
　　最后，根據(jù)微尺度銑削單刃試驗(yàn)研究得出最小未變形切屑厚度的臨界參數(shù)，設(shè)計(jì)并開展正交試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化研究，以銑削力和表面粗糙度值為判定依據(jù)，分析試驗(yàn)結(jié)果得出優(yōu)化的銑削參數(shù)。本課題獲得達(dá)到最小未變形切削厚度時(shí)的切削參數(shù)臨界值，通過正交試驗(yàn)得到的優(yōu)化參數(shù)，對(duì)于微尺度銑削技術(shù)的后