微切削預測模型及模擬仿真研究.pdf

1、微切削技術是一種面向微機電產品零件的機械加工方式，具有加工材料范圍廣，成本低，加工精度高等特點。由于工件尺寸微小，從強度、剛度上來說都不允許采用較大的背吃刀量和進給量。傳統(tǒng)經典切削理論所闡述的切削要素對切削加工的影響已不適用于微切削。本文以微切削過程中切屑形成的機理、切削力變化規(guī)律及其影響因素、微切削模擬仿真等為基本研究內容，重點在以下幾個方面進行了研究。
　　1)研究了微切削加工時的切削力的來源，一是切屑和工件內部的彈性變形及塑

2、性變形所引起的剪切流動應力和拉伸流動應力；二是刀具前刀面與切屑、刀具后刀面與工件已加工表面之間的摩擦阻力和犁耕力。利用應變梯度塑性理論，建立了基于剪切流動應力、拉伸流動應力和前刀面的摩擦力三部分的微切削力理論公式預測模型。
　　2)以AdvantedgeFEM切削仿真分析軟件為工具，設計了正交微切削實驗方案，進行45鋼材料的微切削有限元仿真，研究了切削用量對切削力、切削溫度、應力、應變的影響變化規(guī)律。研究結果表明：正交微切削中主切

3、削力基本是大于進給力的；切削速度對切削力的影響不顯著；在同樣的背吃刀量下，進給量越大其切削力的增長率越小；進給量愈大梯度應變效應愈小；
　　3)在相同條件下，利用現有文獻中實際微切削的數據，進行了微切削力理論公式預測值與實際切削力的對比研究。結合有限元仿真的結果，分析了切削速度、梯度應變、刀尖圓弧刃半徑對切削力的影響。研究結果還表明：微切削時，速度增大，前角增大，剪切角隨之增大。
　　4)利用有限元分析軟件ABAQUS和Ad